O Brasil é um país com forte produção agrícola, produzindo anualmente uma grande quantidade de biomassa vegetal, proveniente de resíduos agroflorestais, como o bagaço de cana-de-açúcar, a casca de café, entre outros. As biomassas de origem vegetal são constituídas basicamente por frações de celulose, hemicelulose e lignina que encontram-se intimamente associadas dando origem a uma estrutura recalcitrante do vegetal. O presente estudo teve como objetivo contribuir para o emprego de uma nova matéria-prima, a casca de café, para obtenção de produtos com valor agregado. Foi analisado a composição química da casca de café para determinar os valores de compostos extrativos, celulose, hemicelulose, lignina e cinzas. Foi analisado também diferentes condições de pré-tratamento ácido e pré-tratamento alcalino, seguido de sacarificação, da casca de café. Os hidrolisados obtidos foram submetidos à fermentação pelas leveduras Scheffersomyces shehatae UFMG-HM 52.2 e Candida guilliermondii FTI 20037 para produção de etanol e xilitol, respectivamente e Saccharomyces cerevisiae 174 para produção de etanol pelos métodos SHF (Separate Hydrolysis and Fermentation) e SSF (Simultaneous Saccharification and Fermentation). A caracterização química da casca de café apresentou concentrações de 38,05% de compostos extrativos, 24% de celulose, 19% de hemicelulose, 13,68% de lignina e cerca de 0,36% em cinzas. As melhores condições de pré-tratamento ácido forneceram um hidrolisado com 31,35 g/L de xilose, 12,42 g/L de glicose, 1,25 g/L de ácido acético e pH de 0,8. A fermentação do hidrolisado ácido produziu 6,1 g/L de etanol, com um Yp/s de 0,27 g/g. A fermentação do hidrolisado hemicelulósico de casca de café para produção de xilitol apresentou valores de 2,82 g/L do produto, com um Yp/s de 0,16 g/g. A produção de etanol pelo método SHF a partir do hidrolisado enzimático da casca de café foi de 4,89 g/L nas primeiras 12 horas de fermentação, com Yp/s de 0,20 g/g. A fermentação pelo método SSF produziu 4,66 g/L de etanol, com um Yp/s de 0,17 g/g de etanol no período de 18 horas de fermentação. Frente a isto é possível concluir que a casca de café é uma biomassa com potencial para uso em processos biotecnológicos na produção de compostos com valor agregado como etanol e xilitol. / Brazil is a country with strong agriculture, producing a large amount of plant biomass from agroindustrial waste, such as sugarcane bagasse, coffee husk, among others. Biomasses from plants are basically constituted of cellulose, hemicellulose and lignin, which are deeply associated, resulting in a recalcitrant structure in the plant. The present study aimed at contributing for the application of a new feedstock, coffee husk, for obtaining value-added products. The chemical composition of the coffee husk was analyzed in order to determine values of extractive compounds, cellulose, hemicellulose, lignin and ashes. It was also analyzed different conditions of acid pretreatment and alkaline pretreatment, followed by saccharification, of coffee husks in order to improve the release of sugars. The hydrolysates were fermented by the yeasts Scheffersomyces shehatae UFMG-HM 52.2 and Candida guilliermondii FTI 20037 for the production of ethanol and xylitol, respectively, and by the yeast Saccharomyces cerevisiae 174 for the production of ethanol through SHF (Separate Hydrolysis and Fermentation) and SSF (Simultaneous Saccharification and Fermentation) methods. Chemical characterization of the coffee husk presented 38.05% of extractive compounds, 24% of cellulose, 19% of hemicellulose, 13.68% of lignin and around 0.36% of ashes. The best conditions for acid pretreatment yielded 31.35 g/L in xylose, 12.42 g/L glucose and 1.25 g/L acetic acid in 0.8 pH. Acid hydrolysate fermentation of coffee husk produced 6.1 g/L of ethanol, with an YP/S of 0.16 g/g. Ethanol production through SHF methods from enzymatic hydrolysate of coffee husk yielded 4.89 g/L in the first 12 hours of the process, with an YP/S of 0.20 g/g. SSF process yielded 4.66 g/L of ethanol with YP/S of 0.17 g/g after 18 hours of fermentation. It is possible to conclude, thus, that coffee husk is a biomass with potential for biotechnological applications in the production of value-added compounds, such as ethanol and xylitol.

O Brasil é um país com forte produção agrícola, produzindo anualmente uma grande quantidade de biomassa vegetal, proveniente de resíduos agroflorestais, como o bagaço de cana-de-açúcar, a casca de café, entre outros. As biomassas de origem vegetal são constituídas basicamente por frações de celulose, hemicelulose e lignina que encontram-se intimamente associadas dando origem a uma estrutura recalcitrante do vegetal. O presente estudo teve como objetivo contribuir para o emprego de uma nova matéria-prima, a casca de café, para obtenção de produtos com valor agregado. Foi analisado a composição química da casca de café para determinar os valores de compostos extrativos, celulose, hemicelulose, lignina e cinzas. Foi analisado também diferentes condições de pré-tratamento ácido e pré-tratamento alcalino, seguido de sacarificação, da casca de café. Os hidrolisados obtidos foram submetidos à fermentação pelas leveduras Scheffersomyces shehatae UFMG-HM 52.2 e Candida guilliermondii FTI 20037 para produção de etanol e xilitol, respectivamente e Saccharomyces cerevisiae 174 para produção de etanol pelos métodos SHF (Separate Hydrolysis and Fermentation) e SSF (Simultaneous Saccharification and Fermentation). A caracterização química da casca de café apresentou concentrações de 38,05% de compostos extrativos, 24% de celulose, 19% de hemicelulose, 13,68% de lignina e cerca de 0,36% em cinzas. As melhores condições de pré-tratamento ácido forneceram um hidrolisado com 31,35 g/L de xilose, 12,42 g/L de glicose, 1,25 g/L de ácido acético e pH de 0,8. A fermentação do hidrolisado ácido produziu 6,1 g/L de etanol, com um Yp/s de 0,27 g/g. A fermentação do hidrolisado hemicelulósico de casca de café para produção de xilitol apresentou valores de 2,82 g/L do produto, com um Yp/s de 0,16 g/g. A produção de etanol pelo método SHF a partir do hidrolisado enzimático da casca de café foi de 4,89 g/L nas primeiras 12 horas de fermentação, com Yp/s de 0,20 g/g. A fermentação pelo método SSF produziu 4,66 g/L de etanol, com um Yp/s de 0,17 g/g de etanol no período de 18 horas de fermentação. Frente a isto é possível concluir que a casca de café é uma biomassa com potencial para uso em processos biotecnológicos na produção de compostos com valor agregado como etanol e xilitol. / Brazil is a country with strong agriculture, producing a large amount of plant biomass from agroindustrial waste, such as sugarcane bagasse, coffee husk, among others. Biomasses from plants are basically constituted of cellulose, hemicellulose and lignin, which are deeply associated, resulting in a recalcitrant structure in the plant. The present study aimed at contributing for the application of a new feedstock, coffee husk, for obtaining value-added products. The chemical composition of the coffee husk was analyzed in order to determine values of extractive compounds, cellulose, hemicellulose, lignin and ashes. It was also analyzed different conditions of acid pretreatment and alkaline pretreatment, followed by saccharification, of coffee husks in order to improve the release of sugars. The hydrolysates were fermented by the yeasts Scheffersomyces shehatae UFMG-HM 52.2 and Candida guilliermondii FTI 20037 for the production of ethanol and xylitol, respectively, and by the yeast Saccharomyces cerevisiae 174 for the production of ethanol through SHF (Separate Hydrolysis and Fermentation) and SSF (Simultaneous Saccharification and Fermentation) methods. Chemical characterization of the coffee husk presented 38.05% of extractive compounds, 24% of cellulose, 19% of hemicellulose, 13.68% of lignin and around 0.36% of ashes. The best conditions for acid pretreatment yielded 31.35 g/L in xylose, 12.42 g/L glucose and 1.25 g/L acetic acid in 0.8 pH. Acid hydrolysate fermentation of coffee husk produced 6.1 g/L of ethanol, with an YP/S of 0.16 g/g. Ethanol production through SHF methods from enzymatic hydrolysate of coffee husk yielded 4.89 g/L in the first 12 hours of the process, with an YP/S of 0.20 g/g. SSF process yielded 4.66 g/L of ethanol with YP/S of 0.17 g/g after 18 hours of fermentation. It is possible to conclude, thus, that coffee husk is a biomass with potential for biotechnological applications in the production of value-added compounds, such as ethanol and xylitol.

La tendencia del consumo saludable está generando que más personas opten por las bebidas más naturales, la cual es una tendencia en el consumo a nivel mundial. Así mismo, en el mundo existe una alta preferencia en el consumo del café (95%), cuyos subproductos como la cascarilla del café no han sido bien aprovechados y en la actualidad se desperdicia más del 80% generando contaminación medioambiental y en otros casos se usa como abono, solo en algunos países del mundo y Latinoamérica están innovando con los subproductos y están usando la cascarilla para producir nuevos productos como infusiones, mermeladas, yogurt, etc. El Perú no está exento de ello, por eso nace Muru Café, una bebida natural a base de la cascarilla de café, cero azúcares, con altos contenidos de carbohidratos, proteínas y minerales, 500 veces más antioxidante que la misma vitamina C, con ligera dulzura y beneficiosa para la salud por su valor nutricional. En el mercado peruano existe este tipo de bebida natural, pero no ha sido industrializado para la comercialización en el mercado, por lo que representa una oportunidad para incursionar en el negocio. Además, por la investigación de mercado, se logró validar el público objetivo y los canales de distribución indirectos para vender las bebidas en minimarkets, tiendas por conveniencia, naturistas y supermercados. Así mismo, el equipo de trabajo está altamente capacitado y con experiencia en producción, ventas, administración y finanzas, lo que nos permite desarrollar un proyecto viable, rentable y sostenible en el tiempo. / The trend of healthy consumption is generating more people opt for more natural beverages, which is a trend in consumption worldwide. Likewise, in the world there is a high preference in the consumption of coffee (95%), whose by-products such as coffee husk have not been well used and currently more than 80% are wasted generating environmental pollution and in other cases use as fertilizer, only in some countries of the world and Latin America are innovating with by-products and are using the husk to produce new products such as infusions, jams, yogurt, etc. Peru is not exempt from this, that is why Muru Café is born, a natural drink based on coffee husks, zero sugars, with high carbohydrate, protein and mineral content, 500 times more antioxidant than vitamin C, with light sweetness and beneficial to health due to its nutritional value. In the Peruvian market there is this type of natural beverage, but it has not been industrialized for commercialization in the market, so it represents an opportunity to venture into the business. In addition, through market research, it was possible to validate the target audience and the indirect distribution channels to sell beverages in minimarkets, convenience stores, naturists and supermarkets. Likewise, the work team is highly trained and experienced in production, sales, administration and finance, which allows us to develop a viable, profitable and sustainable project over time. / Trabajo de investigación

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:07:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 KeiteARA_DISSERT.pdf: 2612937 bytes, checksum: ec59db9fd6d1145d803c85bac8a8f46c (MD5) Previous issue date: 2013-11-29 / The industrial production of ornamental rocks and the burning of coffee husk generate waste that is discarded into the environment. However, with the study of the incorporation of these residues in ceramic products, may be found an alternative to reducing environmental impacts and detrimental effects on human health caused by its indiscriminate disposal of waste in nature. Thus, this work aimed to study the addition of ashes of the coffee husk and granite residue in matrix of red ceramic. The raw materials were dry milled and sieved to mesh 100. To characterize the raw materials were carried out analyzes of X-ray diffraction (XRD), X-ray fluorescence (XRF), particle size analysis (PSA), differential thermal analysis (DTA) and thermogravimetric analysis (TG). Six formulations were prepared where the clay content was kept constant (70%wt) and ashes contents and granite residue varied from 10, 15, 20 and 30%. Dilatometrics analyzes were performed at four selected formulations, containing them: 100% clay (A100); 70% clay and 30% ashes (A70C30); 70% clay and 30% granite residue (A70G30); and 70% clay, 15% granite residue and 15% ashes (A70G15C15). The samples were prepared by uniaxial compaction with pressure of 25 MPa, and fired at temperatures of 800?C, 850?C, 900?C, 950?C, 1000?C and 1100?C. Assays were performed to determine the linear shrinkage of burning (LSB), water absorption (WA), apparent porosity (AP), density (D) and tensile bending. Also were performed analyzes of X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) of the samples fired. The formulations incorporating granite residue and/or ashes reached the required limits of water absorption according to NBR 15270-1 and NBR 15310 and tensile bending according to classical literature (SANTOS, 1989) necessary for the production of tiles and ceramic block for masonry sealing / A produ??o industrial de rochas ornamentais e a queima da casca do caf? geram res?duos que s?o descartados no meio ambiente. Por?m, com o estudo da incorpora??o destes res?duos em produtos cer?micos, poder? ser encontrada uma alternativa para a redu??o dos impactos ambientais e efeitos danosos ? sa?de humana causados pelo seu descarte indiscriminado na natureza. Nesse sentido, este trabalho teve como objetivo estudar a adi??o de cinzas da casca do caf? e res?duo de granito na argila usada para a produ??o de cer?mica vermelha. As mat?rias-primas foram mo?das a seco e peneiradas na malha 100 mesh. Para caracterizar as mat?rias-primas foram realizadas as an?lises de difra??o de raios X (DRX), fluoresc?ncia de raios X (FRX), an?lise granulom?trica (AG), an?lise t?rmica diferencial (DTA) e an?lise termogravim?trica (TG). Foram preparadas seis formula??es onde o teor de argila foi mantido constante (70% em peso) e os teores de cinzas e de res?duo de granito variaram de 10, 15, 20 e 30%. Foram realizadas an?lises dilatom?tricas em quatro formula??es selecionadas, contendo elas: 100% argila (A100); 70% argila e 30% cinza (A70C30); 70% argila e 30% res?duo de granito (A70G30); e 70% argila, 15% res?duo de granito e 15% cinza (A70G15C15). As amostras foram confeccionadas por compacta??o uniaxial com press?o de 25 MPa, e queimadas ?s temperaturas de 800?C, 850?C, 900?C, 950?C, 1000?C e 1100?C. Foram realizados ensaios para determinar a retra??o linear de queima (RLq), absor??o de ?gua (AA), porosidade aparente (PA), massa espec?fica aparente (MEA) e tens?o de ruptura ? flex?o (TRF). Foram realizadas tamb?m an?lises de difra??o de raios X (DRX) e microscopia eletr?nica de varredura (MEV) das amostras queimadas. As formula??es com incorpora??o de res?duo de granito e/ou cinza alcan?aram os limites exigidos de absor??o de ?gua segundo as normas NBR 15270-1 e 15310 e de tens?o de ruptura ? flex?o segundo a literatura cl?ssica (SANTOS, 1989), necess?rios para a produ??o de telhas e blocos cer?micos para alvenaria de veda??o

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:07:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EduardoJVD_TESE.pdf: 12520494 bytes, checksum: 33cb961e885b2677da82d2f828a92417 (MD5) Previous issue date: 2013-05-23 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / To produce porcelain tiles fluxing agents are used in order to obtain a liquid phase during firing. This liquid phase fills the pores decreasing porosity, water absorption and contributes to material densification. In the porcelain tiles industry, feldspar is the main flux material used, with quantities ranging between 35 and 50%. Studies focus on the discovery of materials with flux characteristics that can reduce the consumption of feldspar by porcelain tiles industry. In this context, the coffee husk ashes, a residue obtained when coffee husks are burned to produce heat for the dryers during the processing of the green fruit, have as main chemical constituents potassium, calcium and magnesium, giving them characteristics of fluxing material. Brazil is the largest coffee producer in the world and is responsible for over 30% of the world s production. In this work a physical treatment of coffee husk ash was carried out in order to eliminate the organic matter and, after this, two by-products were obtained: residual wastes R1 and R2. Both residues were added separately as single fluxes and also in association with feldspar in mixtures with raw materials collected in a porcelain industry located in Dias d ?vila-Ba. The addition of these residues aimed to contribute to the reduction of the consumption of feldspar in the production of porcelain tiles. Specimens were produced with dimensions of 60 mm x 20 mm x 6 mm in an uniaxial die with compacting pressure of 45 MPa. The samples were heated to a temperature of 1200 ?C, for 8 minutes. Tests were performed to characterize the raw materials by XRF, XRD, particle size analysis, DTA and TGA and, additionally, the results of the physical properties of water absorption, apparent porosity, linear shrinkage, density, dilatometry, flexural strength and SEM of sintered body were analyzed. Additions of less than 8% of the residue R1 contributed to the decrease of porosity, but the mechanical strength of the samples was not satisfactory. Additions of 5% the R2 residue contributed significantly to decrease the water absorption and apparent porosity, and also to increase the mechanical strength. Samples with addition of feldspar associated with the R2 residue, in proportions of 6.7% of R2 and 6.7% of feldspar, led to results of water absorption of 0.12% and mechanical strength of 46 MPa, having parameters normalized to the manufacture of porcelain stoneware tiles / Na fabrica??o de porcelanatos s?o utilizados fundentes com a finalidade de obter fase l?quida durante a queima que, por sua vez, preenche os poros diminuindo a porosidade, a absor??o de ?gua, e contribui para a densifica??o do material. Na ind?stria de porcelanatos o feldspato ? o principal material fundente utilizado, com percentuais que variam entre 35 e 50% em massa. Pesquisas s?o direcionadas para a descoberta de materiais com caracter?sticas fundentes que possam diminuir o consumo de feldspato. Nesse contexto, a cinza da casca de caf?, res?duo obtido quando cascas de caf? s?o queimadas a fim de produzir calor para os secadores mec?nicos durante o beneficiamento do fruto, possuem como principais elementos o pot?ssio, c?lcio e magn?sio, conferindo-lhe caracter?sticas de material fundente. O Brasil ? o maior produtor de caf? do mundo, respons?vel por mais de 30% da produ??o mundial. Nesse trabalho, foi realizado um tratamento f?sico na cinza de caf? com a finalidade de eliminar parte do material carbonizado e, ap?s este, foram obtidos dois subprodutos: res?duo R1 e res?duo R2. Ambos os res?duos foram adicionados, separadamente, como ?nicos fundentes, e tamb?m associados ao feldspato, em massas com mat?rias primas coletadas em uma f?brica de porcelanatos localizada no munic?pio de Dias d ?vila-Ba. A adi??o desses res?duos teve o objetivo de verificar a possibilidade de reduzir o consumo de feldspato na produ??o de porcelanatos. Foram confeccionados corpos de prova com dimens?es de 60 mm x 20 mm x 6 mm em matriz uniaxial, com press?o de compacta??o de 45 MPa. Os corpos de prova foram sinterizados na temperatura de 1200 ?C com patamar de 8 minutos. Foram realizados ensaios para caracteriza??o das mat?riasprimas por FRX, DRX, AG, ATD e ATG, e analisados os resultados das propriedades f?sicas de absor??o de ?gua, porosidade aparente, retra??o linear, MEA, an?lise dilatom?trica, resist?ncia ? flex?o e MEV do corpo sinterizado. A adi??o de at? 8% do res?duo R1 contribuiu para a diminui??o da porosidade aparente, por?m a resist?ncia mec?nica das amostras n?o foi satisfat?ria. A adi??o de 5% de res?duo R2 contribuiu significativamente para diminuir absor??o de ?gua e porosidade aparente, e tamb?m, para o aumento da resist?ncia mec?nica ? flex?o. As amostras com adi??o do res?duo R2 associado ao feldspato, nas propor??es de 6,7% de R2 e 6,7% de feldspato, obtiveram resultados de absor??o de ?gua de 0,12% e resist?ncia mec?nica ? flex?o de 46 MPa, atendendo aos par?metros normalizados para fabrica??o de porcelanatos

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:57:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 EduardoJVD_DISSERT.pdf: 2741868 bytes, checksum: 97ddceb816029ff94f808bc361679f56 (MD5) Previous issue date: 2010-01-12 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / Brazil is the world s leading coffee producer. In 2008, 45.99 million of 60 kg bags of benefited coffee were produced. In the process of improvement 50% is grain and 50% is husk, thus, 1.38 million tons of coffee husk are produced annually. The husk is used as combustible in the drying and improvement ovens in the coffee farms, generating ash as residue. These ashes contain a high concentration of alkaline metals and earth metals, mainly K2O and CaO. This work studies the use of this residue in the ceramic tiles industry, as fluxing agents in substitution to the feldspar. Ten mixtures with equal ratios of clay and kaolin, proceeding from Bahia and the residue (varying from 30 to 5%) were defined and produced in uniaxial tool die of 60x20mm with approximately 5 mm of thickness and 45MPa compacting pressure. The samples were fired in four different temperatures: 1100 ?C, 1150 ?C, 1185 ?C and 1200 ?C during 60 minutes and characterized by means of X-ray fluorescence, X-ray diffraction, gravimetric thermal analysis and differential thermal analysis. The results of water absorption, apparent porosity, linear shrinkage, XRD, dilatometry, flexural strength and SEM were also analysed. The test specimen with addition of 10% of ash fired in 1200 ?C resulted in 0.18% water absorption and 40.77 MPa flexural strength, being classified as porcelain stoneware tiles according to ABNT, UNI and ISO norms / O Brasil ? o maior produtor mundial de caf?. Em 2008 foram produzidas 45,99 milh?es de sacas, de 60 Kg, de caf? beneficiado. No processo de beneficiamento 50% ? gr?o e 50% ? casca. Assim, 1,38 milh?es de toneladas de cascas de caf? s?o produzidas anualmente. A casca ? utilizada como combust?vel nos fornos de secagem e beneficiamento nas fazendas de caf?, gerando uma cinza como res?duo. As cinzas da casca de caf? apresentam altas concentra??es de metais alcalinos e alcalinos-terrosos, principalmente K2O e CaO. Este trabalho estuda a utiliza??o deste res?duo na ind?stria de placas cer?micas para revestimentos, como fundente, em substitui??o ao feldspato. Foram definidas 10 formula??es com iguais propor??es de argila e caulim provenientes da Bahia, e o res?duo (variando de 30 a 5%), e confeccionados corpos-de-prova em matriz uniaxial de 60x20mm com aproximadamente 5 mm de espessura, com press?o de compacta??o de 45Mpa. As amostras foram sinterizadas em quatros patamares de temperatura, 1100 ?C, 1150 ?C, 1185 ?C e 1200 ?C durante 60 minutos. Foram realizados ensaios para caracteriza??o das mat?rias-primas por fluoresc?ncia de raios-X, difra??o de raios-X, AG, ATD e ATG e analisados os resultados de absor??o de ?gua, porosidade aparente, retra??o linear, DRX, an?lise dilatom?trica, resist?ncia ? flex?o e MEV. Os corpos de prova com adi??o de 10% da cinza e sinterizados a 1200 ?C obtiveram resultados de absor??o de ?gua de 0,18% e resist?ncia ? flex?o de 40,77 MPa, o que segundo as normas ABNT, UNI e ISO podem ser classificados como gr?s porcelanato