O objetivo deste trabalho foi desenvolver e aplicar um critério para mensurar a eficiência econômica da produção do setor sucroenergético do Brasil e, em função disso, avaliar a existência de potenciais melhorias na eficiência nas atividades produtivas do setor. Para atingir esses objetivos foi desenvolvido um modelo DEA - Data Envelopment Analysis baseado na organização do sistema de produção. O modelo foi formulado considerando dados primários coletados com 67 agroindústrias brasileiras, responsáveis pelo processamento de 22,6% da cana produzida no Brasil, na safra 2012/2013. Testes paramétricos e não-paramétricos sobre os resultados de diferentes especificações de modelos DEA, apontaram como mais apropriado a adoção do modelo de análise de eficiência mais simples o qual é especificado pelos inputs área cultivada por cada agroindústria e a quantidade de ATR adquirida de fornecedores e pelo output equivalente a total de ATR recuperado na forma de açúcar e etanol. Considerou-se um modelo DEA com orientação insumo baseado na lógica de mensuração dos índices de eficiência econômica em razão da aproximação de custos, produto dos preços e quantidades de inputs. Com o objetivo de preservar a confidencialidade dos dados de cada empresa, a propriedade de invariabilidade dos resultados do método DEA em relação a unidade de medida das variáveis foi utilizada para transformar os dados de input e output em índices medidos em números inteiros na base 1000. Os resultados indicaram potencial de melhoria de eficiência econômica de 90% sobre os níveis de eficiência médios das usinas brasileiras considerando as práticas de produção vigentes na safra 2012/13. Decompondo a medida de eficiência econômica, a eficiência técnica foi estimada em 72% enquanto eficiência alocativa foi de 74%. A eficiência alocativa foi a medida de maior variabilidade entre as usinas. Os resultados indicaram uso de tecnologia com retornos constantes à escala de produção como a melhor especificação do modelo. Uma conclusão é que o potencial de ganho de eficiência na gestão do uso dos fatores de produção em razão de seus preços é tão relevante quanto o ganho com eficiência técnica. Essa conclusão é uma contribuição à discussão atual sobre a necessidade de incorporar ganhos de produtividade agrícola pelas usinas. Outra conclusão foi a de que uma vez obtidos ganhos de eficiência técnica, o aumento da verticalização da produção de cana, ou seja, a substituição da compra de cana de terceiros por arrendamento de terras pode contribuir para a melhoria de eficiência das empresas. Por fim, testes de avaliação indicaram que as usinas da região Centro-Sul são mais eficientes que as usinas do Nordeste, no entanto, não se observam diferenças de eficiência entre as usinas das regiões Tradicional e Expansão. / The main objective of this work was to develop a model to measure the economic efficiency of the sugar, ethanol and bioeletricity industry in Brazil as well as to evaluate the existence of potential efficiency improvements in production and economic activities of the sector. In order to reach our goal, we developed a DEA - Data Envelopment Analysis model based on the organization of the sugarcane production system. The proposed model model was built considering primary data collected from 67 Brazilian agricultural industries, which was responsible for processing 22.6% of the total sugarcane crushed in Brazil, during the 2012/2013 cropyear. Asymptotic parametric tests and the non-parametric tests were used to select different specifications of DEA models, considering different input and output variables. The tests results recommended to use the simplest efficiency analysis model specified by two input variables, production area and the amount of ATR purchased, and one output, total equivalent of ATR recovered as sugar and ethanol. The DEA model was created with input orientation based on the logic of measuring the economic efficiency as an approximation of costs defined by the product of prices and quantities of inputs. We used the DEA unit invariability property of variables to transform all individual data in a 1000 based index in order to keep confidentiality of individual data. The results indicate potential for a 90% improvement on the economic efficiency of Brazilian mills considering only the technological practices of 2012/13 season. When we decomposed the factors of economic the efficiency in technical is o 72% and allocative efficiency 74%. The evaluated model found constant returns to scale for mills production. The variability of allocative efficiency is the most variable measurement among mills. One conclusion of this work is that the potential for efficiency gains in managing the use of factors of production according to its prices, ie, allocative efficiency, is as relevant as the gain in technical efficiency. We also found that better efficiency levels can be reached by substituting sugarcane acquisition from others by the use of more land for mills sugarcane production. We consider that our results could contribute to the current discussion of productivity gains in the sugarcane industry. The results also indicated that mills located in the Center-South face higher levels of efficiency than the mils placed in the Northest. Among the Center-South region, Traditional and Expansion there was not notice any efficiency diference.

O objetivo deste trabalho foi desenvolver e aplicar um critério para mensurar a eficiência econômica da produção do setor sucroenergético do Brasil e, em função disso, avaliar a existência de potenciais melhorias na eficiência nas atividades produtivas do setor. Para atingir esses objetivos foi desenvolvido um modelo DEA - Data Envelopment Analysis baseado na organização do sistema de produção. O modelo foi formulado considerando dados primários coletados com 67 agroindústrias brasileiras, responsáveis pelo processamento de 22,6% da cana produzida no Brasil, na safra 2012/2013. Testes paramétricos e não-paramétricos sobre os resultados de diferentes especificações de modelos DEA, apontaram como mais apropriado a adoção do modelo de análise de eficiência mais simples o qual é especificado pelos inputs área cultivada por cada agroindústria e a quantidade de ATR adquirida de fornecedores e pelo output equivalente a total de ATR recuperado na forma de açúcar e etanol. Considerou-se um modelo DEA com orientação insumo baseado na lógica de mensuração dos índices de eficiência econômica em razão da aproximação de custos, produto dos preços e quantidades de inputs. Com o objetivo de preservar a confidencialidade dos dados de cada empresa, a propriedade de invariabilidade dos resultados do método DEA em relação a unidade de medida das variáveis foi utilizada para transformar os dados de input e output em índices medidos em números inteiros na base 1000. Os resultados indicaram potencial de melhoria de eficiência econômica de 90% sobre os níveis de eficiência médios das usinas brasileiras considerando as práticas de produção vigentes na safra 2012/13. Decompondo a medida de eficiência econômica, a eficiência técnica foi estimada em 72% enquanto eficiência alocativa foi de 74%. A eficiência alocativa foi a medida de maior variabilidade entre as usinas. Os resultados indicaram uso de tecnologia com retornos constantes à escala de produção como a melhor especificação do modelo. Uma conclusão é que o potencial de ganho de eficiência na gestão do uso dos fatores de produção em razão de seus preços é tão relevante quanto o ganho com eficiência técnica. Essa conclusão é uma contribuição à discussão atual sobre a necessidade de incorporar ganhos de produtividade agrícola pelas usinas. Outra conclusão foi a de que uma vez obtidos ganhos de eficiência técnica, o aumento da verticalização da produção de cana, ou seja, a substituição da compra de cana de terceiros por arrendamento de terras pode contribuir para a melhoria de eficiência das empresas. Por fim, testes de avaliação indicaram que as usinas da região Centro-Sul são mais eficientes que as usinas do Nordeste, no entanto, não se observam diferenças de eficiência entre as usinas das regiões Tradicional e Expansão. / The main objective of this work was to develop a model to measure the economic efficiency of the sugar, ethanol and bioeletricity industry in Brazil as well as to evaluate the existence of potential efficiency improvements in production and economic activities of the sector. In order to reach our goal, we developed a DEA - Data Envelopment Analysis model based on the organization of the sugarcane production system. The proposed model model was built considering primary data collected from 67 Brazilian agricultural industries, which was responsible for processing 22.6% of the total sugarcane crushed in Brazil, during the 2012/2013 cropyear. Asymptotic parametric tests and the non-parametric tests were used to select different specifications of DEA models, considering different input and output variables. The tests results recommended to use the simplest efficiency analysis model specified by two input variables, production area and the amount of ATR purchased, and one output, total equivalent of ATR recovered as sugar and ethanol. The DEA model was created with input orientation based on the logic of measuring the economic efficiency as an approximation of costs defined by the product of prices and quantities of inputs. We used the DEA unit invariability property of variables to transform all individual data in a 1000 based index in order to keep confidentiality of individual data. The results indicate potential for a 90% improvement on the economic efficiency of Brazilian mills considering only the technological practices of 2012/13 season. When we decomposed the factors of economic the efficiency in technical is o 72% and allocative efficiency 74%. The evaluated model found constant returns to scale for mills production. The variability of allocative efficiency is the most variable measurement among mills. One conclusion of this work is that the potential for efficiency gains in managing the use of factors of production according to its prices, ie, allocative efficiency, is as relevant as the gain in technical efficiency. We also found that better efficiency levels can be reached by substituting sugarcane acquisition from others by the use of more land for mills sugarcane production. We consider that our results could contribute to the current discussion of productivity gains in the sugarcane industry. The results also indicated that mills located in the Center-South face higher levels of efficiency than the mils placed in the Northest. Among the Center-South region, Traditional and Expansion there was not notice any efficiency diference.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:16Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-09-01Bitstream added on 2014-06-13T18:52:02Z : No. of bitstreams: 1 marks_rl_me_arafcl.pdf: 650896 bytes, checksum: b4f16554c21852449fc462aade120d88 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A agroindústria canavieira tem sido, ao longo da história do Brasil, uma das atividades mais importantes da economia brasileira. A perspectiva da introdução do álcool carburante como commodity mundial e fonte de energia renovável coloca novamente o setor em evidência. No entanto, pelas suas características técnico-produtivas e extensão, o setor tem sido alvo de muitas críticas. Apesar disso, como as perspectivas para o setor são de crescimento, há impactos econômicos e sociais sobre as cidades onde essa agroindústria está instalada. No passado recente, algumas cidades se desenvolveram baseadas na agroindústria de cana de açúcar, como, por exemplo, Ribeirão Preto, Piracicaba, Araraquara, Sertãozinho e Jaboticabal. Examinar o crescimento dessa agroindústria e o crescimento de renda e a qualidade de vida é o objetivo deste trabalho. O enorme crescimento recente do plantio de cana no Estado de São Paulo, em detrimento de outras atividades agrícolas, justifica este trabalho, que se atém à região de Jaboticabal, uma das principais regiões canavieiras do Estado de São Paulo / The Complex of Sugar Cane Agri-industry has been along of the Brazil history one of the more important activities in the Brazilian Economy. The perspective of introduction of Ethanol as a global commodity, it places this sector on evidence again. However, because of their technical and productive characteristics and extension, the sector has been target of several critics. Nevertheless, as the sector perspectives are for growth, it has social and economic impact over the cities where it was established this agri-industry. At the no longer past some cities developed based over the sugar cane agri-industry as, for example, Ribeirão Preto, Piracicaba, Araraquara, Sertãozinho and Jaboticabal. Analyze the growth of this agriindustry and growth of the income and quality of life is the target of this job. The recent huge growth on the sugar cane plantation in the São Paulo State over another agriculture options justifying this job that is based on one of the more important sugar cane regions of the São Paulo State, the Jaboticabal region

Este trabalho propõe a especificação e a criação de experimentos, modelos e interfaces padrões para o apoio ao processo de planejamento da produção de um sistema produtivo sucroalcooleiro, via simulação. Os modelos abrangem os setores agrícola e industrial das usinas sucroalcooleiras, da colheita da matéria-prima até a fabricação do açúcar e do álcool. A modelagem do sistema, utilizando softwares comerciais de simulação com flexibilidade de recursos para customização, visa a geração de um ambiente de simulação para análises de desempenho e sensibilidade. Os modelos padrões que compõem este ambiente de simulação permitem que sejam realizadas simulações em 3 diferentes escopos, desde a usina, passando pelos setores agrícola e industrial, e chegando ao nível dos processos de corte/carregamento, recepção de matéria-prima, extração, tratamento de caldo, fabricação de açúcar, fabricação de álcool e geração de vapor. A interação do usuário com o ambiente, por meio de interfaces amigáveis, tem como função fornecer ao planejador uma opção de ferramenta de trabalho simples e de fácil aplicação, que possibilita a obtenção de informações úteis sobre o comportamento e das inter-relações entre as principais variáveis que influenciam o desempenho do sistema, permitindo a escolha das opções mais adequadas na busca de melhorias. / This work proposes the specification and generation of standard experiments, models and interfaces for supporting to the process of production planning in the sugar cane industry, through simulation. Models embrace the agricultural and industrial sections of sugar cane plants, since the cane harvesting until the sugar and alcohol production. The system modelling, using commercial simulation softwares with flexibility of customization resources, seeks the generation of a simulation environment for performance and sensibility analyses. Standard models that compose this simulation environment allow simulations to be accomplished in 3 different scopes, from the plant, passing by the agricultural and industrial sections, and arriving at the level of the processes: cutting/loading, raw material reception, extraction, juice treatment, sugar production, alcohol production and stream generation. The user\'s interaction with the simulation environment through friendly interfaces, has the function of supplying the planner with an ease-to-use tool option, that makes possible the obtaining of useful information about the behavior and the interrelations among the principal variables that influence the system performance, allowing the choice of the most appropriate options in the search of improvements.

Apesar de ser considerado um combustível sustentável, o etanol, produzido a partir da cana de açúcar, deixa um passivo de grandes proporções durante seu processo produtivo, a vinhaça, que vem sendo depositada nas próprias lavouras de cana de açúcar. É gerada na proporção de 12 litros para cada litro de etanol produzido em média, sendo rica em diversos nutrientes, os quais podem ser aproveitados para diversos fins como, por exemplo, meio de cultivo para microalgas. A presente pesquisa avaliou em uma primeira etapa a clarificação da vinhaça por um processo de coagulação com auxílio de um polímero catiônico, seguida de uma etapa de microfiltração tangencial em filtro de fibras ocas, o que permitiu uma redução superior a 77% para a cor aparente, de 99% para a turbidez e de 20% para a DQO, facilitando a utilização deste efluente para o cultivo de microalgas. Numa segunda etapa, foi avaliado o cultivo da microalga Chlorella vulgaris, em escala de bancada e operação em batelada, em meio preparado a partir da diluição da vinhaça em água de poço profundo, obtendo um aumento na biomassa produzida, determinado em termos de clorofila-a, em concentrações de vinhaça inferiores a 7,5% utilizando inóculo da ordem de 106 indivíduos. Tais dados permitiram a realização de ensaios de cultivo em escala contínua, com fotobiorreatores em escala piloto, gerando assim a biomassa utilizada nas próximas fases do estudo, que avaliaram a separação da biomassa gerada pelo processo de flotação por ar dissolvido. Os ensaios inicialmente realizados em escala de bancada e operados em batelada permitiram identificar as condições ótimas de operação, as quais foram então avaliadas em um flotador operando em fluxo contínuo. Tal flotador permitiu a obtenção de um lodo com teor de sólidos superior a 2%, o qual foi submetido à um processo final de desaguamento por centrifugação. Os ensaios de desaguamento, permitiram verificar que a utilização do mesmo polímero utilizado na etapa de clarificação permite a obtenção de um lodo mais estável, quando comparado com a não utilização de produto químico, na dosagem de polímero catiônico de 6 g.kg-1. A conclusão deste trabalho permitiu verificar a possibilidade de utilização da vinhaça como meio de cultivo de microalgas, reduzindo assim um dos impactos causados pela produção de etanol. Além disso foi possível verificar o potencial da FAD, para o espessamento de biomassa produzido em fotobiorreatores. / Considered a sustainable fuel, ethanol produced from sugar cane, leaves a major liability during its production process, which has been deposited in the own sugar cane fields. The vinasse is generated, on average, in the proportion of 12 liters per liter of produced ethanol, is rich in different nutrients, which can be used for many purposes, such as the microalgae cultivation. This study evaluated in the first step the vinasse clarification by coagulation with cationic polymer, followed by crossflow microfiltration on a hollow fibers filter, which enable a reduction over 77% for apparent color, 99%for turbidity and 20% for COD, facilitating the use of this effluent for microalgae cultivation. In a second step, was evaluated the microalgae Chlorella vulgaris cultivation in bench scale and batch operation, in a medium prepared from the vinasse dilution in water from a deep well, getting an increase in the biomass production, measure in terms of chlorophyll-a, for a vinasse concentration below 7.5%, and an inoculum of approximately 106 individuals. These data allowed the microalgae cultivation in a continuous flow pilot-scale photobioreactor, which produced biomass that was used in the next stages of the study, for the evaluation of the biomass separation by dissolved air flotation. The first DAF tests carried out in bench scale and batch operation allowed to identify the optimum operation conditions, which were then evaluated in a continuous flow pilot scale dissolved air flotation unit (DAF). The DAF unit produced a sludge with a solid content greater than 2%, which was submitted to a final dewatering by centrifuge. The dewatering tests allowed to check that the use of the same polymer used for the clarification step, permit to obtain a more stable sludge when compared with the sludge without chemical add, and in the best cationic polymer dosage of 6 g.kg-1. The conclusion of this work has shown the possibility of use vinasse as a grow medium for microalgae cultivation, reducing one of impacts caused by ethanol production. In addition, it was possible to observe the potential of FAD, for biomass thickening, produced in photobioreactors.

Este trabalho tem como objetivo avaliar um conjunto proposto de indicadores analítico-descritivos e de avaliação de desempenho para frotas de agroindústrias canavieiras brasileiras, já que o Brasil, conforme Lucchesi (1995), é o maior produtor mundial de cana e esta cultura, segundo Paixão (1994), dá trabalho a 3% do total de pessoas empregadas no meio rural do país. Para a coleta de dados dos testes, um questionário foi aplicado para as 323 usinas de açúcar e álcool brasileiras existentes entre 1998 (safra 1997/1998) e 2000 (safra 1999/2000). Na safra 1997/1998, 67 empresas participaram, enquanto foram 73 na safra 1998/1999 e novamente 73 unidades produtoras na safra 1999/2000. Os resultados obtidos mostraram a efetividade dos indicadores sugeridos como ferramenta de gerenciamento das frotas canavieiras, além de mostrarem a tendência das frotas das agroindústrias canavieiras de envelhecimento entre 1997/1998 e 1999/2000 e também de crescimento da sua terceirização. Os resultados também apontam para uma tendência dentre as empresas de crescimento da área com colheita mecanizada e do plantio mecanizado. / The present work is aimed at evaluating a group of proposed analytical-descriptive and performance indicators in Brazilian agro-industry sugarcane fleets. Brazil is the world’s greatest sugarcane producer (Lucchesi, 1995) and this activity employees 3% of the rural labor in the country (Paixão, 1994). The data for testing the proposed group of indicators were collected by means questionnaires filled in by sugarcane agro-industries between 1998 (1997/1998 crop) and 2000 (1999/2000 crop). The number of companies involved in the research were 67, 73 and 73 during the 1997/1998, 1998/1999 and 1999/2000 crops, respectively. The results showed that the evaluated indicators can be used as an effective toll for sugarcane fleets management, besides evidencing an aging tendency of the fleets between 1997/1998 and 1999/2000, as well as an increase in outsourcing. The results also showed a trend toward mechanized planting and mechanized harvest in sugarcane enterprises.

Orientador: Rogério Gomes / Banca: Maria Inez Espagnoli Geraldo Martins / Banca: Sebastião Neto Ribeiro Guedes / Resumo: A agroindústria canavieira tem sido, ao longo da história do Brasil, uma das atividades mais importantes da economia brasileira. A perspectiva da introdução do álcool carburante como commodity mundial e fonte de energia renovável coloca novamente o setor em evidência. No entanto, pelas suas características técnico-produtivas e extensão, o setor tem sido alvo de muitas críticas. Apesar disso, como as perspectivas para o setor são de crescimento, há impactos econômicos e sociais sobre as cidades onde essa agroindústria está instalada. No passado recente, algumas cidades se desenvolveram baseadas na agroindústria de cana de açúcar, como, por exemplo, Ribeirão Preto, Piracicaba, Araraquara, Sertãozinho e Jaboticabal. Examinar o crescimento dessa agroindústria e o crescimento de renda e a qualidade de vida é o objetivo deste trabalho. O enorme crescimento recente do plantio de cana no Estado de São Paulo, em detrimento de outras atividades agrícolas, justifica este trabalho, que se atém à região de Jaboticabal, uma das principais regiões canavieiras do Estado de São Paulo / Abstract: The Complex of Sugar Cane Agri-industry has been along of the Brazil history one of the more important activities in the Brazilian Economy. The perspective of introduction of Ethanol as a global commodity, it places this sector on evidence again. However, because of their technical and productive characteristics and extension, the sector has been target of several critics. Nevertheless, as the sector perspectives are for growth, it has social and economic impact over the cities where it was established this agri-industry. At the no longer past some cities developed based over the sugar cane agri-industry as, for example, Ribeirão Preto, Piracicaba, Araraquara, Sertãozinho and Jaboticabal. Analyze the growth of this agriindustry and growth of the income and quality of life is the target of this job. The recent huge growth on the sugar cane plantation in the São Paulo State over another agriculture options justifying this job that is based on one of the more important sugar cane regions of the São Paulo State, the Jaboticabal region / Mestre

Este trabalho tem como objetivo avaliar um conjunto proposto de indicadores analítico-descritivos e de avaliação de desempenho para frotas de agroindústrias canavieiras brasileiras, já que o Brasil, conforme Lucchesi (1995), é o maior produtor mundial de cana e esta cultura, segundo Paixão (1994), dá trabalho a 3% do total de pessoas empregadas no meio rural do país. Para a coleta de dados dos testes, um questionário foi aplicado para as 323 usinas de açúcar e álcool brasileiras existentes entre 1998 (safra 1997/1998) e 2000 (safra 1999/2000). Na safra 1997/1998, 67 empresas participaram, enquanto foram 73 na safra 1998/1999 e novamente 73 unidades produtoras na safra 1999/2000. Os resultados obtidos mostraram a efetividade dos indicadores sugeridos como ferramenta de gerenciamento das frotas canavieiras, além de mostrarem a tendência das frotas das agroindústrias canavieiras de envelhecimento entre 1997/1998 e 1999/2000 e também de crescimento da sua terceirização. Os resultados também apontam para uma tendência dentre as empresas de crescimento da área com colheita mecanizada e do plantio mecanizado. / The present work is aimed at evaluating a group of proposed analytical-descriptive and performance indicators in Brazilian agro-industry sugarcane fleets. Brazil is the world’s greatest sugarcane producer (Lucchesi, 1995) and this activity employees 3% of the rural labor in the country (Paixão, 1994). The data for testing the proposed group of indicators were collected by means questionnaires filled in by sugarcane agro-industries between 1998 (1997/1998 crop) and 2000 (1999/2000 crop). The number of companies involved in the research were 67, 73 and 73 during the 1997/1998, 1998/1999 and 1999/2000 crops, respectively. The results showed that the evaluated indicators can be used as an effective toll for sugarcane fleets management, besides evidencing an aging tendency of the fleets between 1997/1998 and 1999/2000, as well as an increase in outsourcing. The results also showed a trend toward mechanized planting and mechanized harvest in sugarcane enterprises.

Apesar de ser considerado um combustível sustentável, o etanol, produzido a partir da cana de açúcar, deixa um passivo de grandes proporções durante seu processo produtivo, a vinhaça, que vem sendo depositada nas próprias lavouras de cana de açúcar. É gerada na proporção de 12 litros para cada litro de etanol produzido em média, sendo rica em diversos nutrientes, os quais podem ser aproveitados para diversos fins como, por exemplo, meio de cultivo para microalgas. A presente pesquisa avaliou em uma primeira etapa a clarificação da vinhaça por um processo de coagulação com auxílio de um polímero catiônico, seguida de uma etapa de microfiltração tangencial em filtro de fibras ocas, o que permitiu uma redução superior a 77% para a cor aparente, de 99% para a turbidez e de 20% para a DQO, facilitando a utilização deste efluente para o cultivo de microalgas. Numa segunda etapa, foi avaliado o cultivo da microalga Chlorella vulgaris, em escala de bancada e operação em batelada, em meio preparado a partir da diluição da vinhaça em água de poço profundo, obtendo um aumento na biomassa produzida, determinado em termos de clorofila-a, em concentrações de vinhaça inferiores a 7,5% utilizando inóculo da ordem de 106 indivíduos. Tais dados permitiram a realização de ensaios de cultivo em escala contínua, com fotobiorreatores em escala piloto, gerando assim a biomassa utilizada nas próximas fases do estudo, que avaliaram a separação da biomassa gerada pelo processo de flotação por ar dissolvido. Os ensaios inicialmente realizados em escala de bancada e operados em batelada permitiram identificar as condições ótimas de operação, as quais foram então avaliadas em um flotador operando em fluxo contínuo. Tal flotador permitiu a obtenção de um lodo com teor de sólidos superior a 2%, o qual foi submetido à um processo final de desaguamento por centrifugação. Os ensaios de desaguamento, permitiram verificar que a utilização do mesmo polímero utilizado na etapa de clarificação permite a obtenção de um lodo mais estável, quando comparado com a não utilização de produto químico, na dosagem de polímero catiônico de 6 g.kg-1. A conclusão deste trabalho permitiu verificar a possibilidade de utilização da vinhaça como meio de cultivo de microalgas, reduzindo assim um dos impactos causados pela produção de etanol. Além disso foi possível verificar o potencial da FAD, para o espessamento de biomassa produzido em fotobiorreatores. / Considered a sustainable fuel, ethanol produced from sugar cane, leaves a major liability during its production process, which has been deposited in the own sugar cane fields. The vinasse is generated, on average, in the proportion of 12 liters per liter of produced ethanol, is rich in different nutrients, which can be used for many purposes, such as the microalgae cultivation. This study evaluated in the first step the vinasse clarification by coagulation with cationic polymer, followed by crossflow microfiltration on a hollow fibers filter, which enable a reduction over 77% for apparent color, 99%for turbidity and 20% for COD, facilitating the use of this effluent for microalgae cultivation. In a second step, was evaluated the microalgae Chlorella vulgaris cultivation in bench scale and batch operation, in a medium prepared from the vinasse dilution in water from a deep well, getting an increase in the biomass production, measure in terms of chlorophyll-a, for a vinasse concentration below 7.5%, and an inoculum of approximately 106 individuals. These data allowed the microalgae cultivation in a continuous flow pilot-scale photobioreactor, which produced biomass that was used in the next stages of the study, for the evaluation of the biomass separation by dissolved air flotation. The first DAF tests carried out in bench scale and batch operation allowed to identify the optimum operation conditions, which were then evaluated in a continuous flow pilot scale dissolved air flotation unit (DAF). The DAF unit produced a sludge with a solid content greater than 2%, which was submitted to a final dewatering by centrifuge. The dewatering tests allowed to check that the use of the same polymer used for the clarification step, permit to obtain a more stable sludge when compared with the sludge without chemical add, and in the best cationic polymer dosage of 6 g.kg-1. The conclusion of this work has shown the possibility of use vinasse as a grow medium for microalgae cultivation, reducing one of impacts caused by ethanol production. In addition, it was possible to observe the potential of FAD, for biomass thickening, produced in photobioreactors.

Sugar is an important global agricultural commodity and a significant input to the advanced industrialised world. Annual average global sugar production is around 120 million tonnes, with consumption around 118 million tonnes. Sugar is produced under a broad range of climatic conditions in some 120 countries and is one of the most heavily traded agricultural commodities (FAO, 2001). Plants produce sugar as a storehouse of energy that is used as required. Approximately 70% of sugar is produced from sugar cane while the remaining 30% is produced from sugar beet (Sugar Knowledge International, 2001). Thailand's cane and sugar industry is now one of the major sources of foreign income for the country. The value of sugar exports (around 35 billion baht or AUD $1.5 billion per annum) ranks among the top ten exported commodities of the Thai economy. Approximately 9.2% of annual global sugar production is exported from Thailand (WTO, 2001). The sugar industry is extremely complex and comprises individual links and components in the supply and demand chain that are more delicately in balance than with most other commodity based industries. Thailand's sugar production has been characterized by greater extremes of variability than in most other sugar producing countries. A unique combination of pests, disease, climate, soils, problems with plant available moisture and the low technology basis of crop management has increased production risk and uncertainty for the crop. Total tonnage of cane and sugar is notoriously difficult to predict during the growing season and for a mature crop before the harvest. Accordingly, the focus of this research is on the development and testing of methods, algorithms, procedures and output products for Sugar Cane Crop Forecasting and Yield Mapping. The resulting spatial and temporal information tools have the potential to provide the basis of a commercially deployable decision support system for Thailand's sugar industry. The scope of this thesis encompasses several levels within a geographical hierarchy of scales; from regional, district, farm, and plot within a study area in northeastern Thailand. Crop forecasting at regional level will reduce production risk uncertainty while yield mapping and yield estimation at local, farm and plot scales will enable productivity to be improved by identifying, diagnosing the cause of and reducing yield variability. The research has three main objectives. These are to: Develop statistical analysis procedures and empirical algorithms expressing the relationship between yield potential and spectral response of sugar cane yield as a basis for mapping, monitoring, modeling, forecasting and management of sugar production in Thailand. Evaluate the validity of a technology based versus conventional approach to crop forecasting and yield mapping, commencing with a series of testable null-hypotheses and culminating in procedures to calibrate and validate empirical models against verifiable production records. Outcomes are used to review and evaluate existing and potential future approaches to regional crop forecasting, localised yield mapping and yield estimation tools for operational use within Thailand's sugar industry. Identify, evaluate and establish performance benchmarks in relation to the practicality, accuracy, timeliness, cost effectiveness and value proposition of a satellite based versus conventional approach to crop forecasting and yield mapping. The methodology involved time series analysis of recorded sugar cane yields and production outcomes paired with spectral response statistics of crops derived from satellite imagery and seasonal rainfall records over a three year period within four provinces, forty five component districts and 120 representative farms. Spectral statistics were derived fiom raw multi-spectral satellite imagery (multitemporal SPOT- VI at regional scale and Landsat 7 ETM+ imagery at local scale) acquired during the 1999 to 2001 sugar cane seasons. Crop area and production statistics at regional scale were compiled and furnished by the provincial sugar mill and verified through government agencies within Thailand. Selective cutting at sample sites within nominated fields owned by collaborating growers was undertaken to validate localised differences in productivity and to facilitate yield variance mapping. Acquisition, processing, analysis and statistical modeling of remotely sensed satellite spectral data, rainfall records and production outcomes were accomplished using an empirical approach. Resulting crop production forecasting algorithms were systematically evaluated for reliability by assessing accuracy, spatial and temporal variability. Long term rainfall and district sugar cane yield and production records were used to account for district and season specific differences between estimated and recorded yields, to generate error probability functions and to improve the accuracy and applicability of empirical models under more extreme conditions. Limitations on finding and length of records constrained the number of seasons and the area for which satellite imagery with contrasting levels of spatial and spectral resolution could be acquired. The absence of verifiable long term production records combined with limitations on the duration and area able to be covered by field trips meant that time series analysis of paired data was necessarily constrained to a three year period of record coinciding with the author's period of candidature. Accordingly, although a comprehensive set of well correlated district and month specific yield forecasting algorithms was able to be developed, temporal restrictions on data availability constrained the extent to which they could be subjected to thorough accuracy and reliability analysis and extended with confidence down to farm and field scale. A variety of approaches, using different parameter combinations and threshold values, was used to combine individual districts and component farms into coherent groups to overcome temporal data constraints and to generate more robust production forecasting algorithms, albeit with slightly lower levels of apparent accuracy and reliability. The procedures adopted to optimise these district groupings are systematically explained. Component differences in terrain, biophysical conditions and management approaches between district groupings are used to explain differences in production outcomes and to account for apparent differences between forecast versus actual yields between districts both within and between different groups. The outcomes of this research - particularly the data acquisition and analysis procedures, empirical modeling, error assessment and adjustment techniques, and the optimisation procedures used to facilitate grouping of districts - provide a practical basis for the deployment of an operational sugar cane production forecasting and yield mapping information system to facilitate planning and logistical management of production, harvesting, transportation, processing, domestic marketing and export of sugar from northeastern Thailand. At the local and farm level, yield maps and plot based yield estimates will assist users to improve productivity by recognising, identiwing and responding to potential causes of within and between field spatial variability. However, before such an information system can be confidently deployed, additional resources will be required to obtain paired production records, spectral data fiom satellite imagery and biophysical input data over a longer period to ensure that the empirical models are operationally robust and to validate their accuracy under a wider range of conditions by comparing forecasts with actual outcomes over larger areas during the next few seasons.