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Orientador: Ricardo Alan Verdú Ramos / Resumo: O presente trabalho tem como principal objetivo analisar o potencial de geração de energia a partir da queima direta e da decomposição anaeróbia de resíduos sólidos orgânicos agroindustriais e dos efluentes líquidos, que tem se mostrado ao longo dos últimos anos técnicas viáveis para geração de energia neste segmento produtivo. Na grande maioria dos casos, os resíduos orgânicos agroindustriais não são destinados adequadamente ou geram grandes custos de tratamento, o que interfere diretamente na competitividade e no custo do produto a ser disponibilizado ao cliente. A Unidade Agroindustrial estudada é de grande porte, e está localizada no município de Rio Verde (GO), tendo como atividades principais o abate de aves e suínos, produção de produtos industrializados, incubatório e fábrica de rações. Foram levantados os principais resíduos orgânicos, bem como os principais parâmetros quantitativos e qualitativos dos efluentes líquidos gerados neste complexo industrial, e utilizadas as equivalências para determinação da geração de gás metano e biogás com base na literatura. O potencial médio mensal energético foi de 30.808 GJ/mês, e caso haja o aproveitamento energético, isto pode representar uma produção de energia térmica equivalente de 17.758 GJ/mês e um potencial médio mensal de produção de energia elétrica equivalente de 4.112 MWh. O custo orçado para implementar o sistema de aproveitamento energético foi de R$ 11.564.000,00, o que corresponde a um payback descontado de 37 mese... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The main objective of this work was to analyze the potential of energy from the direct burning and anaerobic decomposition of organic solid agroindustrial residues and liquid effluents, which has been shown over the last years viable techniques for the generation of energy in this productive segment. In the vast majority of cases, organic agro-industrial wastes are not properly destined or generate large treatment costs, which directly interfere with the competitiveness and cost of the product to be made available to the customer. The Agroindustrial Unit studied is of great size, and is located in the municipality of Rio Verde (GO), whose main activities are the slaughter of poultry and pigs, production of industrialized products, hatchery and feed mill. The main organic wastes were collected, as well as the main quantitative and qualitative parameters of the liquid effluents generated in this industrial complex, and the equivalences were used to determine the generation of methane and biogas from other published scientific works. The average monthly energy potential was 30,808 GJ / month, and in case of energy utilization, this can represent an equivalent thermal energy production of 17,758 GJ / month and an average monthly potential of equivalent electric energy production of 4,112 MWh. The budgeted cost to implement the energy recovery system was R$ 11,564,000.00 which corresponds to a discounted payback of 37 months, showing it be possible to make the necessary investment... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Submitted by GUSTAVO VIEIRA GONDIM null (gustavogondim@brturbo.com.br) on 2017-06-23T14:44:38Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Gustavo Gondim - VF - 23-06-2017.pdf: 2512493 bytes, checksum: 5aed41c475d5ebd48a65a32026c9e89a (MD5) / Approved for entry into archive by Luiz Galeffi (luizgaleffi@gmail.com) on 2017-06-23T17:37:40Z (GMT) No. of bitstreams: 1 gondim_gv_me_ilha.pdf: 2512493 bytes, checksum: 5aed41c475d5ebd48a65a32026c9e89a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-23T17:37:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 gondim_gv_me_ilha.pdf: 2512493 bytes, checksum: 5aed41c475d5ebd48a65a32026c9e89a (MD5) Previous issue date: 2017-04-24 / O presente trabalho tem como principal objetivo analisar o potencial de geração de energia a partir da queima direta e da decomposição anaeróbia de resíduos sólidos orgânicos agroindustriais e dos efluentes líquidos, que tem se mostrado ao longo dos últimos anos técnicas viáveis para geração de energia neste segmento produtivo. Na grande maioria dos casos, os resíduos orgânicos agroindustriais não são destinados adequadamente ou geram grandes custos de tratamento, o que interfere diretamente na competitividade e no custo do produto a ser disponibilizado ao cliente. A Unidade Agroindustrial estudada é de grande porte, e está localizada no município de Rio Verde (GO), tendo como atividades principais o abate de aves e suínos, produção de produtos industrializados, incubatório e fábrica de rações. Foram levantados os principais resíduos orgânicos, bem como os principais parâmetros quantitativos e qualitativos dos efluentes líquidos gerados neste complexo industrial, e utilizadas as equivalências para determinação da geração de gás metano e biogás com base na literatura. O potencial médio mensal energético foi de 30.808 GJ/mês, e caso haja o aproveitamento energético, isto pode representar uma produção de energia térmica equivalente de 17.758 GJ/mês e um potencial médio mensal de produção de energia elétrica equivalente de 4.112 MWh. O custo orçado para implementar o sistema de aproveitamento energético foi de R$ 11.564.000,00, o que corresponde a um payback descontado de 37 meses, sendo, portanto, viável a realização dos investimentos. / The main objective of this work was to analyze the potential of energy from the direct burning and anaerobic decomposition of organic solid agroindustrial residues and liquid effluents, which has been shown over the last years viable techniques for the generation of energy in this productive segment. In the vast majority of cases, organic agro-industrial wastes are not properly destined or generate large treatment costs, which directly interfere with the competitiveness and cost of the product to be made available to the customer. The Agroindustrial Unit studied is of great size, and is located in the municipality of Rio Verde (GO), whose main activities are the slaughter of poultry and pigs, production of industrialized products, hatchery and feed mill. The main organic wastes were collected, as well as the main quantitative and qualitative parameters of the liquid effluents generated in this industrial complex, and the equivalences were used to determine the generation of methane and biogas from other published scientific works. The average monthly energy potential was 30,808 GJ / month, and in case of energy utilization, this can represent an equivalent thermal energy production of 17,758 GJ / month and an average monthly potential of equivalent electric energy production of 4,112 MWh. The budgeted cost to implement the energy recovery system was R$ 11,564,000.00 which corresponds to a discounted payback of 37 months, showing it be possible to make the necessary investments.

Orientador: José Raimundo de Souza Passos / Resumo: O presente trabalho teve por objetivo a modelagem estatística da produção acumulada de biogás utilizando-se de modelos de regressão não linear, a partir do estudo no processo de biodigestão anaeróbia, em 4 tratamentos com três repetições em 12 biodigestores do tipo batelada abastecidos com dejetos bovinos, inóculo e água, em 3 ciclos de fermentação. Conduziu-se um estudo para determinar os efeitos da variação da quantidade de estrume, água e inóculo na produção de biogás e reduções nos teores de sólidos totais (ST) e voláteis (SV). A partir dos dados de produção diária de biogás e da temperatura do ar, foi feita uma correção no volume de biogás para 1 atm e 20 oC. Com os dados já corrigidos, foram feitas avaliações semanais da produção de biogás ao longo do experimento. Foram obtidos dados relativos as produções diárias de biogás, nos 3 ciclos, apresentados sob forma de totais, em m3 e em valores acumulados para cada tratamento. Assim, foi feita a modelagem estatística, a partir dos tratamentos definidos, utilizando-se dos modelos de Gompertz e Exponencial (regressão não-linear), seguindo duas linhas metodológicas distintas. Inicialmente foram considerados modelos de regressão não-linear somente com um componente determinístico (Gompertz) e posteriormente com dois componentes (mistura de Exponencial com Gompertz). Nas duas linhas metodológicas os ajustes do volume acumulado foram feitos para a média e para as 3 repetições dos tratamentos, em cada ciclo. Os ajustes de uma Gompertz e mistura de Exponencial com Gompertz dos modelos estatísticos propostos para o volume acumulado de biogás para todos tratamentos dos três ciclos, se mostraram adequadas em todas as situações experimentais. Foram estudadas as propriedades amostrais dos estimadores através de simulações sob ótica distribucional e, devido à não-normalidade dos mesmos... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo). / Abstract: This study aimed at the statistical modeling of the accumulated biogas production by using non-linear regression models from the study of the anaerobic biodigestion process, in 4 treatments with three repetitions in 12 batch biodigesters fed with bovine faeces, inoculant and water, in 3 fermentation cycles. A study was conducted in order to determine the effects of the manure, water and inoculant amount variation in biogas production and in the reduction of total solids (TS) and total volatile (VS) values. Based on the data relating to the daily production of biogas and air temperature, a correction in the biogas volume to 1 atm and 20oC was made. With the corrected data, weekly evaluations of the biogas production along the experiment were performed. After the corrections in the biogas volume for each treatment in the 3 cycles, we obtained data related to the daily biogas production, which were presented in totals, in m3 and in accumulated values for each treatment. Therefore, the statistical modeling was made from the defined treatments using the Gompertz and the Exponential models of non-linear regression, according to two distinct methodological lines. Firstly we considered a non-linear regression model containing only one determining component (Gompertz), and later the two-component model (a mixture of the Exponential and Gompertz models). In both methodological lines the adjustments of the accumulated volume were made for the average and repetition of treatments in each cycle. The adjustments of one Gompertz, and a mixture of Exponential with Gompertz of the statistical models proposed for the accumulated volume of biogas for all treatments, in the three cycles, was adequate in all experimental situations. The sampling properties of the estimators were studied through simulations performed under a distribution point of view. This study found out... (Complete abstract, click electronic address below). / Doutor

Orientador: Ricardo Alan Verdú Ramos / Resumo: Ao longo do tempo o processo de biodigestão vem sendo usado para conversão de dejetos em biogás e esse processo vem evoluindo no sentido de otimizar o desempenho energético e a conversão dejeto/gás e gás/metano. A eficiência é proporcional à adaptação celular ao substrato, no entanto existem temperaturas que contribuem para que as células (bactérias) melhorem a eficiência. O objetivo deste trabalho é simplificar este sistema, encontrar as equações que o regem o processo, aplicando sinais básicos, observar o comportamento (a eficiência) e realizar a regressão da resposta do sistema. Foram feitas simulações do resultado e construído um biodigestor com sistema de controle para a comparação com a simulação. Os resultados foram muito próximos ao simulado e a proporção de metano no biogás aumentou com o aumento da temperatura até 51°C. / Abstract: Over time the biodigestion process came to be used to convert waste into energy and biogas, this process evolved through the necessity of viability and energetic optimization and conversion waste/gas and gas/methane. The efficiency is proportional to cell´s adaption of the substrate, but there are temperatures that force cells to improve efficiency. The work´s objective to simplify the system, finding the fundamental equations applying basic signals, observing the behavior (the efficiency) and doing regression of the system´s response. It was done simulations of the results and a bioreactor was assembled with a control system to compare the results with the simulation. The results matched and the proportion of methane increased as the temperature rise, until 51°C. / Mestre

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Elétrica, 2008. / Submitted by Debora Freitas de Sousa (deborahera@gmail.com) on 2009-08-05T14:38:39Z No. of bitstreams: 1 2008_SueliaSiqueiraRodrigues.pdf: 1622598 bytes, checksum: 99c4e3bd85e954b0841c15e21e2a7094 (MD5) / Approved for entry into archive by Tania Milca Carvalho Malheiros(tania@bce.unb.br) on 2009-08-05T15:46:13Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2008_SueliaSiqueiraRodrigues.pdf: 1622598 bytes, checksum: 99c4e3bd85e954b0841c15e21e2a7094 (MD5) / Made available in DSpace on 2009-08-05T15:46:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2008_SueliaSiqueiraRodrigues.pdf: 1622598 bytes, checksum: 99c4e3bd85e954b0841c15e21e2a7094 (MD5) Previous issue date: 2008-11 / O objetivo deste trabalho foi o desenvolvimento de um dispositivo para auxílio ao tratamento da obesidade, embasado no controle do fluxo de substâncias no esôfago. No método proposto, um dispositivo colocado no esôfago diminui o raio efetivo deste, reduzindo, por conseqüência, a velocidade e o fluxo com que o alimento pode ser consumido. A base do método é um módulo de látex com formato aproximadamente cilíndrico, que é aplicado no esôfago. Este módulo contém um lúmen central, com diâmetro consideravelmente menor que o diâmetro do esôfago, que limita a taxa de passagem de alimento pelo órgão. Portanto, no seu desenvolvimento, buscou-se realizar o controle de fluxo alimentar através do esôfago, sem causar agressões ao tecido, e sem comprometer a digestão e absorção dos alimentos. Desenvolvido a partir do látex natural, extraído da seringueira Hevea brasiliensis, tal módulo de látex foi avaliado quanto às características construtivas, mecânicas, aplicabilidade, remoção, biocompatibilidade, eficácia na redução de fluxo, peso e danos ao esôfago. No experimento, realizados em cães, posicionou-se o módulo no esôfago dos animais por meio de vídeo-endoscopia, de maneira que o prosseguimento da pós-aplicação foi realizado em um período entre sete e quinze dias, e a apreciação dos resultados foi feita segundo as avaliações clínicas, complicações, radiografias sucessivas e vídeo-endoscopia. Sobretudo, evidencia-se que os experimentos mostram que não ocorreram alterações nem danos ao esôfago, ao estado comportamental do animal, e que, ainda, a perda de peso observada manteve os indicadores clínicos em bom estado, constatando-se perdas em média de 8% e ±0,5 desvio-padrão. Os resultados apresentados neste trabalho demonstram que o método proposto é uma nova possibilidade de tratamento da obesidade animais humanos e não-humanos. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / This work introduces a device to aid the treatment of obesity by controlling the flow of substances in the esophagus. In the proposed method, a device placed in the esophagus reduces its effective radius, thus reducing the flow and speed with which the food can be consumed. The basis of the method is a roughly cylindrical latex module, which is applied in the esophagus. The module’s central lumen’s diameter is considerably smaller than the diameter of the esophagus. This limits the rate of passage of food through the body. The device was designed such that it could control the flow of food through the esophagus without causing aggression to its internal tissue and without compromising the digestion and absorption of food. The device was built using natural latex from the rubber tree Hevea brasiliensis, and was evaluated based on its construction, mechanical, applicability, removal, and bio-compatibility characteristics, and effectiveness in reducing the flow, weight and damage to the esophagus. The proposed method was evaluated on animal models. Sixteen dogs were divided into seven groups: four groups of two animals, two groups of three animals, and one group of two animals. The module was paced in the esophagus using video-endoscopy. The post-application evaluation was performed seven to fifteen days after the procedure. The assessment of the results was made according to clinical evaluation, complications, successive radiographs, and video-endoscopy. The experiments show that there was no damage to the esophagus or changes to the animals’ behavior. Clinical indicators remained in good condition, and an average 8% and ± 0,5 weight loss was observed. The results presented in this paper show that the proposed method is a new possibility for the treatment of obesity in humans and animals.

FIRMINO, P. I. M. Tratamento anaeróbio e microaeróbio de águas sintéticas contaminadas com BTEX. 2013. 168 f. Tese (Doutorado em Engenharia Civil: Saneamento Ambiental) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2014-03-13T18:37:52Z No. of bitstreams: 1 2013_tese_pimfirmino.pdf: 2214781 bytes, checksum: b9c46be4f78117aa8926fda63dba863f (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2014-03-13T18:38:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_tese_pimfirmino.pdf: 2214781 bytes, checksum: b9c46be4f78117aa8926fda63dba863f (MD5) / Made available in DSpace on 2014-03-13T18:38:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_tese_pimfirmino.pdf: 2214781 bytes, checksum: b9c46be4f78117aa8926fda63dba863f (MD5) Previous issue date: 2013-07-19 / The present study aimed to evaluate the use of biological reactors under anaerobic and microaerobic conditions, as an option of ex situ bioremediation of BTEX-contaminated waters. Initially, an analytical method for BTEX detection and quantification in waters and wastewaters, which consisted of headspace extraction followed by gas chromatography with detection by photoionization, was developed, optimized and validated. Subsequently, continuous-flow experiments were conducted in two mesophilic (27 °C) anaerobic reactors – one of them operated under methanogenic conditions and, afterwards, under microaerobic conditions, and the other one only under sulfidogenic conditions – a in order to determine the best operational condition for BTEX removal. The reactors were fed with water contaminated with BTEX (~3 mg·L-1 of each compound) and ethanol (co-substrate), and, depending on the redox condition evaluated, the effect of some operational parameters, such as hydraulic retention time (24, 36 and 48 h), effluent recirculation, co-substrate concentration, DQO/SO4 2- ratio and microaeration, was investigated in BTEX removal performance. Furthermore, the methanogenic reactor under microaerobic conditions was submitted to simulated situations of shock loading and absence of these compounds, and operational failures, such as system and microaeration shutdown to assess its robustness. Under methanogenic conditions, depending on the compound, removal efficiencies ranged from 38 to 97%. However, the increase of applied BTEX load, as a consequence of hydraulic detention time reduction from 48 to 24 h, seems to have adversely affected the removal process. Moreover, under methanogenic conditions, the effluent recirculation effect on BTEX removal was also assessed when high and low co-substrate (ethanol) concentrations were applied. For high ethanol concentrations, the impact of effluent recirculation was not evident since, probably, the high biogas production would have been sufficient to ensure effective mass transfer. Under sulfidogenic conditions, sulfate addition at different DQO/SO4 2- ratios did not change BTEX removal, which suggests sulfate-reducing bacteria would not be directly related to initial activation of aromatic compounds. Under microaerobic conditions, high BTEX removal efficiencies were achieved (> 90%). It is likely the addition of low oxygen concentrations has facilitated the initial activation of BTEX compounds, which is considered the limiting step of the anaerobic degradation process, mainly for benzene. Furthermore, the presence of high ethanol concentrations negatively affected BTEX removal, particularly for benzene, under the different redox conditions tested, since it is a preferentially degradable substrate when compared to the aromatic compounds. Finally, regarding the methanogenic reactor robustness under microaerobic conditions, the system could cope with BTEX load shocks although consecutive shocks have increased its recovery time. The period of BTEX absence seems to have negatively affected the reactor microbiota because the effluent quality deteriorated considerably after compounds reintroduction. The microaeration shutdown also negatively impacted the removal of BTEX, but the system recovered quickly after microaerobic conditions reestablishment. / O presente estudo teve o objetivo de avaliar o uso de reatores biológicos, sob condições anaeróbias e microaeróbias, como opção de biorremediação ex situ de águas contaminadas com BTEX. Inicialmente, foi desenvolvido, otimizado e validado um método analítico para a detecção e quantificação de BTEX em águas e efluentes, o qual consistia em extração por headspace seguida de cromatografia gasosa com detecção por fotoionização. Posteriormente, foram conduzidos experimentos em fluxo contínuo em dois reatores anaeróbios mesofílicos (27 °C) – um deles operado sob condições metanogênicas e, em seguida, sob condições microaeróbias, e o outro, apenas sob condições sulfetogênicas – a fim de verificar a melhor condição operacional para a remoção de BTEX. Os reatores foram alimentados com água contaminada com BTEX (~3 mg·L-1 de cada composto) e etanol (co-substrato), e, dependendo da condição redox avaliada, investigou-se o efeito de diferentes parâmetros operacionais, tais como tempo de detenção hidráulica (24, 36 e 48 h), recirculação de efluente, concentração de co-substrato, relação DQO/SO4 2- e microaeração, no desempenho de remoção de BTEX. Além disso, o reator metanogênico sob condições microaeróbias foi submetido a simulações de choques de carga e de ausência desses compostos, e de falhas operacionais, como desligamento do sistema e desligamento da microaeração, para verificação de sua robustez. Sob condições metanogênicas, dependendo do composto, as eficiências de remoção variaram de 38 a 97%. Porém, o aumento da carga aplicada de BTEX, em consequência da redução do tempo de detenção hidráulica de 48 para 24 h, parece ter afetado negativamente o processo de remoção. Ainda sob condições metanogênicas, também se verificou o efeito da recirculação de efluente na remoção de BTEX para altas e baixas concentrações de co-substrato (etanol). Quando altas concentrações de etanol foram utilizadas, o impacto da recirculação de efluente não foi evidente, já que, provavelmente, a elevada produção de biogás teria sido suficiente para garantir uma transferência de massa efetiva. Sob condições sulfetogênicas, a adição de sulfato em diversas relações DQO/SO4 2- não alterou a remoção de BTEX, sugerindo que as bactérias redutoras de sulfato não estariam diretamente relacionadas à ativação inicial dos compostos aromáticos. Sob condições microaeróbias, elevadas eficiências de remoção de BTEX foram alcançadas (> 90%). É provável que a adição de baixas concentrações de oxigênio tenha facilitado a ativação inicial dos compostos BTEX, a qual é considerada a etapa limitante do processo de degradação anaeróbia, principalmente para o benzeno. Ainda, constatou-se que a presença de altas concentrações de etanol afetou negativamente a remoção de BTEX, notadamente para o benzeno, sob as diferentes condições redox testadas, já que é um substrato preferencialmente degradável em relação aos compostos aromáticos. Finalmente, com relação à robustez do reator metanogênico sob condições microaeróbias, o sistema conseguiu lidar com os choques de carga de BTEX embora choques consecutivos tenham aumentado seu tempo de recuperação. O período de ausência de BTEX parece ter prejudicado a microbiota do reator, pois a qualidade do efluente deteriorou-se consideravelmente após reintrodução dos compostos. O desligamento da microaeração impactou negativamente a remoção de BTEX, mas o sistema recuperou-se rapidamente após restabelecimento das condições microaeróbias.

MACHADO, F. L. O. Co-digestão anaeróbia de microalgas e de glicerol residual do biodiesel. 2012. 108 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil: Saneamento Ambiental) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-04-27T14:05:59Z No. of bitstreams: 1 2012_dis_ flomachado.pdf: 1774106 bytes, checksum: ac2110bbca92493a101909f952eba720 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-04-29T13:27:16Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_dis_ flomachado.pdf: 1774106 bytes, checksum: ac2110bbca92493a101909f952eba720 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-04-29T13:27:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_dis_ flomachado.pdf: 1774106 bytes, checksum: ac2110bbca92493a101909f952eba720 (MD5) Previous issue date: 2012-06-01 / Microalgae, microscopic life forms with photosynthetic capacity, produce oxygen thanks to light energy. Due to this capacity, microalgae are used for sewage treatment in stabilization ponds, however, this activity generates a large amount of microalgal biomass. In view of this excess of biomass production and its disposal in water bodies produces unpleasant effects, it has been evaluated the re-use of this biomass as a substrate for methane production in anaerobic digestion. Since microalgae have a rigid cell wall, the application of microalgae hydrolysis tests was necessary in order to improve its biodegradability. Heat pretreatment for 30 minutes at 120°C and 1 kgf/cm2 resulted in the best pretreatment applied. In order to improve C/N ratio, residual glycerol coming from biodiesel production was used to perform co-digestion with microalgae. Residual glycerol coming from biodiesel production (1Kg of glycerol per 10 Kg of biodiesel generated) is an impure residue which is also produced at large scale as a byproduct from the trans-esterification of fats and oils. In fact, the presence of impurities limits its applications. In this study, different COD/N ratios of 20 (phase 2), 40 (phase 3) and 70 (phase 4) were tested and the organic loading rate (OLR) applied ranged from 0,06 to 0,75 kg/m3.d. In the phase 1 only microalgae was used on the influent. Two modified UASB reactors were used. One of them was fed with pretreated microalgae, while the other one was fed with non-pretreated microalgae. Both of them were operated in co-digestion with glycerol. COD removal efficiencies ranged between 40% and 90%. Biogas produced presented values of 73% and 84% for each bioreactor treating pretreated and non-pretreated microalgae, respectively. Neither nitrogen nor ammonia and total and volatile suspended solids was significantly removed. Moreover, microalgae were the sole source of macro and micro-nutrients in this work. Sodium bicarbonate was used as a buffer during the phase 4, since pH fall down enough to harm the anaerobic digestion process at the beginning of phase 4. Based on the maintenance of adequate VFA/Alk ratios, both reactors presented a stable operation, specially the reactors treating pre-treated microalgae. Instability periods were mainly observed in some operation phases in the reactor without pretreatment. Specific methanogenic activity tests were carried out in order to evaluate the quality of the inoculum in terms of activity and methane production. Methane production presented a mean value of 0,26 g DQO-CH4/g SSV.d / As microalgas, seres microscópicos com capacidade fotossintética, produzem oxigênio na presença de energia luminosa. Devido a isso as microalgas são utilizadas para tratamento de esgotos em lagoas de estabilização, porém essa atividade gera uma grande quantidade de biomassa algal. Tendo em vista a produção dessa biomassa e sua destinação em corpos hídricos provocando efeitos desagradáveis, buscou-se avaliar a reutilização dessa biomassa como substrato para produção de metano a partir da digestão anaeróbia. Devido à presença de uma parede celular rígida, verificou-se a necessidade da aplicação de testes de hidrólise para as microalgas com a finalidade de melhorar sua biodegradabilidade, sendo observado o melhor pré-tratamento aplicado, o térmico por 30 minutos a 120°C e 1 kgf/cm2. Para melhorar a relação C/N, utilizou-se o glicerol residual do biodiesel para realização de co-digestão com microalgas. O glicerol residual do biodiesel (1 kg de glicerol para cada 10 kg de biodiesel produzido), além de ser um resíduo impuro, é também produzido em grande escala como subproduto da transesterificação de óleos e gorduras e sem muitas aplicações devido exatamente a presença de impurezas. Foram testadas relações DQO/N de 20 (fase 2), 40 (fase 3) e 70 (fase 4), além da relação apenas das microalgas (fase 1), sendo as COV aplicadas, variando de 0,06 a 0,75 kg/m3.d. Foram utilizados dois reatores semelhantes ao UASB (UASB modificado), nos quais continham microalgas brutas e pré-tratadas, ambos em co-digestão com o glicerol. As remoções de DQO variaram de 40 a 90%. O biogás produzido teve rendimentos de até 73% para o reator degradando microalgas pré-tratadas e 84% para o reator degradando microalgas brutas. Não houve remoções significativas de amônia e sólidos suspensos totais e voláteis, também não foram utilizados macro e micronutrientes, sendo esses nutrientes fornecidos apenas pelas microalgas. O bicarbonato de sódio como tampão foi utilizado apenas na última fase (fase 4), devido a queda do pH para uma faixa não aceitável para digestão anaeróbia, no início dessa fase. As condições de estabilidade foram mantidas, baseadas na relação AGV/Alc, que se manteve em faixas aceitáveis, principalmente para o reator operando microalgas pré-tratadas, sendo observado valores indicativos de instabilidade em algumas fases no reator sem pré-tratamento. Foi realizado teste de atividade metanogênica específica para avaliar o lodo de inóculo quanto a atividade e produção de metano, obtendo-se valor médio de 0,26 g DQO-CH4/g SSV.d

Dissertação (mestrado)—Universidade Brasília, Instituto de Ciências da Saúde, 2012. / Submitted by Gabriela Botelho (gabrielabotelho@bce.unb.br) on 2012-07-11T18:08:22Z No. of bitstreams: 1 2012_AmandaRochaMortoza.pdf: 1061965 bytes, checksum: f6a12b9f2b8fce76ff9bb1aaa8b5cb4e (MD5) / Approved for entry into archive by Jaqueline Ferreira de Souza(jaquefs.braz@gmail.com) on 2012-07-13T11:24:36Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_AmandaRochaMortoza.pdf: 1061965 bytes, checksum: f6a12b9f2b8fce76ff9bb1aaa8b5cb4e (MD5) / Made available in DSpace on 2012-07-13T11:24:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_AmandaRochaMortoza.pdf: 1061965 bytes, checksum: f6a12b9f2b8fce76ff9bb1aaa8b5cb4e (MD5) / Lactase é o nome popularmente utilizado para a enzima β-galactosidase (E.C.3.2.1.23). As β-galactosidases são encontradas na natureza em vegetais, animais e microrganismos, sendo que suas características variam de acordo com sua origem. A literatura apresenta várias enzimas produzidas por fungos e outros microrganismos com ação de interesse biológico que foram purificadas e caracterizadas. Com a melhoria no conhecimento e na purificação de enzimas, novas possibilidades de processos industriais e aplicações na saúde humana surgiram. Neste contexto, a β-galactosidase é uma importante enzima produzida por microrganismos que desperta grande interesse à saúde, pois quando ausente no organismo dos mamíferos a lactose consumida não é digerida. A ingestão oral direta da β-galactosidase por pessoas intolerantes a lactose é uma forma diferente de aplicação da β-galactosidase, visando à digestão da lactose do leite e seus derivados. Além da ingestão da β-galactosidase, esta enzima também está sendo aplicada na indústria de laticínios para hidrolisar a lactose do leite obtendo-se, assim, alimentos com baixos teores de lactose, melhorando a solubilidade e digestibilidade do leite e derivados lácteos, ideais para consumidores intolerantes à lactose. Esta aplicação dá origem a novas pesquisas nesta área, na procura de β-galactosidase com características favoráveis ao ambiente gástrico ou indicadas para o uso industrial. Neste trabalho o fungo Aspergillus foetidus isolado do Cerrado expressou a enzima β-galactosidase em meio líquido contendo resíduo de soja como fonte de carbono após sete dias de fermentação a 28°C. A enzima produzida extracelularmente foi purificada por sistema micelar de duas fases aquosas. A melhor condição de purificação foi obtida com sistema formado por 8%(p/p) Triton X-114, 10%(p/p) caldo fermentado e 28°C como temperatura de incubação. Nesta condição, 89,8% da atividade enzimática adicionada ao sistema foi recuperada na fase pobre em micelas. A caracterização bioquímica da enzima presente na fase pobre em micela revelou um pH ótimo igual a 2,6 e uma temperatura ótima igual a 60°C, valores que favorecem a aplicação industrial da β-galactosidase purificada. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / Lactase is the name popularly used for the enzyme β-galactosidase (EC3.2.1.23). β-galactosidases are found naturally in plants, animals and microorganisms, and their characteristics vary according to their origin. The literature contains several enzymes produced by fungi and other microorganisms which shows biological activity. Such enzymes have been purified and characterized. With growing knowledge and greater enzyme purification, new possibilities for applications in industrial processes and human health have emerged. In this context, the β-galactosidase is an important enzyme produced by microorganisms that attracts great interest to health, because when absent in the body of mammals the ingested lactose is not digested. The direct oral intake of β-galactosidase by lactose intolerant people is a different form of application of the enzyme in order to digest lactose present in milk and dairy products. Besides the intake of β-galactosidase, this enzyme is also being applied in the dairy industry to hydrolyze the lactose in milk yielding foods with lactose low levels, improving the solubility and digestibility of milk and dairy products, which is ideal for lactose intolerant consumers. This application gives rise to new research in this area, in the search for β-galactosidase with favorable characteristics to the gastric environment or suitable for industrial use. In this work the fungus Aspergillus foetidus isolated from the Cerrado expressed the enzyme β-galactosidase in liquid medium containing soybean waste as carbon source after seven days of fermentation at 28 °C. The enzyme produced in the medium was purified by aqueous two-phase micellar system. The best condition was obtained in a purification system consisting of 8% (w/w) Triton X-114, 10% (w/w) fermentation broth and 28 °C as incubation temperature. In this condition, 89.8% of enzyme activity added to the system was recovered in the micelle-poor phase. The biochemical characterization of the enzyme present in the micelle-poor phase revealed an optimum pH equal to 2.6 and an optimum temperature equal to 60 °C, favoring the industrial application of purified β-galactosidase.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Civil e Ambiental, 2009. / Submitted by Allan Wanick Motta (allan_wanick@hotmail.com) on 2010-03-01T18:47:23Z No. of bitstreams: 1 2009_BeatrizRodriguesBarcelos.pdf: 591081 bytes, checksum: 68c11d8ced4413233a8ba2d0739d533b (MD5) / Approved for entry into archive by Lucila Saraiva(lucilasaraiva1@gmail.com) on 2010-05-14T03:36:44Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_BeatrizRodriguesBarcelos.pdf: 591081 bytes, checksum: 68c11d8ced4413233a8ba2d0739d533b (MD5) / Made available in DSpace on 2010-05-14T03:36:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_BeatrizRodriguesBarcelos.pdf: 591081 bytes, checksum: 68c11d8ced4413233a8ba2d0739d533b (MD5) Previous issue date: 2009 / O processo de digestão anaeróbia dos resíduos sólidos orgânicos pode ser otimizado e acelerado a partir da utilização de métodos que contribuam para a obtenção de uma partida rápida e equilibrada, como o uso de inóculos apropriados. Nesse sentido, o presente estudo teve como objetivo analisar o potencial de aplicação do esterco bovino, esterco suíno e rúmen bovino, como inóculos na digestão anaeróbia da Fração Orgânica de Resíduos Sólidos Urbanos (FORSU). A fração orgânica utilizada como substrato foi preparada no laboratório segundo metodologia citada por Pinto (2000). Utilizou-se como bioreator recipiente de polietileno de alta densidade com volume total de 5 litros com sistema de medição de biogás. Os meios de reação foram preparados em duplicata com o resíduo padrão, os inóculos (esterco bovino, esterco suíno ou rúmen bovino), água e tampão (bicarbonato de sódio). Empregou-se fator de inóculo de 0,2, utilizou-se 600 g de Fração Orgânica de Resíduos Sólidos Urbanos Preparado (FORSUP) em cada bioreator e considerou-se que os sólidos totais do meio de reação seriam aproximadamente de 20%. Comparou-se o desempenho dos diferentes inóculos e também com bioreator testemunha, no qual o meio de reação consistia apenas de FORSUP, água e tampão. Durante todo o experimento, que durou 167 dias, todos os bioreatores tiveram produção intensa de biogás, tendo uma média de 1,3 L/dia de biogás. Com relação à produção total de biogás, verificou-se a maior foi bioreator inoculado com rúmen bovino (144 L), seguido do bioreator testemunha (137 L), do com esterco suíno (117 L) e, por último, o inoculado com esterco bovino (122 L). Ao final do experimento, observou-se que o percentual de degradação de Sólidos Voláteis Totais (SVT) no bioreator testemunha foi de 58%, enquanto que os bioreatores inoculados com esterco bovino, esterco suíno e rúmen bovino obtiveram aproximadamente 25%, 47% e 41%, respectivamente. Os resultados da degradação de SVT indicam que, provavelmente, a quantidade de inóculo utilizada não foi suficiente para acelerar a digestão; provável também que os microrganismos dos inóculos não se adaptaram a FORSUP, haja vista que o bioreator testemunha obteve degradação maior que os demais. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The process of anaerobic digestion of organic solid wastes can be optimized and accelerated by using methods that contribute to achieve a rapid and balanced start-up, such as the use of appropriate inocula. In this context, the present study aimed to analyze the potential application of bovine manure, pig manure and bovine rumen as inocula for the anaerobic digestion of the Organic Fraction of Municipal Solid Wastes (OFMSW). The organic fraction used as substrate was prepared in the laboratory according to the method described by Pinto (2000). The bioreactor consisted of a high density polyethylene container with a total volume of five liters, equipped with a biogas measuring system. The reaction media were prepared in duplicate using standard waste, inocula (bovine and pig manure and bovine rumen), water and buffer (sodium bicarbonate). An inoculum factor of 0.2 was employed, and 600 g of Prepared Organic Fraction of Municipal Solid Wastes (POFMSW) were used in each bioreactor, considering that the total solid wastes of the reaction medium would be approximately 20%. A comparison was made of the performance of the different inocula and of the blank (control) reactor, in which the reaction medium consisted only of OFMSW, water and buffer. Throughout the 167-day experiment, all the bioreactors showed intense biogas production, with a mean biogas volume of 1.3 L/day. In terms of total biogas production, the bioreactor inoculated with bovine rumen (144 L) was found to produce the largest volume, followed by the blank reactor (137 L), the reactor inoculated with pig manure (117 L), and lastly the one inoculated with bovine manure (122 L). At the end of the experiment, it was found that the Total Volatile Solids (TVS) degradation rate in the blank reactor was 58%, while that of the bioreactors inoculated with bovine manure, pig manure and bovine rumen showed degradation rates of approximately 25%, 47% and 41%, respectively. The TVS degradation rates indicated that the amount of inoculum employed here was probably insufficient to accelerate the digestion. Possibly, also, the microorganisms of the inocula did not adapt to the OFMSW, since the blank reactor showed a higher degradation rate than the other reactors.