Submitted by Andrea Pereira (andrea.pereira@unipampa.edu.br) on 2018-02-26T14:16:36Z No. of bitstreams: 2 Dis Lais Faria 2015.pdf: 1778431 bytes, checksum: 27acfb3d65a30127df2e37fb4570e695 (MD5) ProducaoEducacional-LaisFrantzDeFaria.pdf: 640833 bytes, checksum: 8b586a453cc36674216a0cd8077b32f5 (MD5) / Approved for entry into archive by Vera Leite (vera.leite@unipampa.edu.br) on 2018-03-01T14:38:47Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dis Lais Faria 2015.pdf: 1778431 bytes, checksum: 27acfb3d65a30127df2e37fb4570e695 (MD5) ProducaoEducacional-LaisFrantzDeFaria.pdf: 640833 bytes, checksum: 8b586a453cc36674216a0cd8077b32f5 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-01T14:38:47Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dis Lais Faria 2015.pdf: 1778431 bytes, checksum: 27acfb3d65a30127df2e37fb4570e695 (MD5) ProducaoEducacional-LaisFrantzDeFaria.pdf: 640833 bytes, checksum: 8b586a453cc36674216a0cd8077b32f5 (MD5) Previous issue date: 2015-05-08 / Este trabalho identifica aspectos significativos da aplicação de uma proposta de ensino de Química que envolve a pesquisa dos estudantes a respeito dos saberes populares do preparo do pão e do vinho. Através do estudo de processos fermentativos, buscou-se contribuir para apropriação da linguagem química. A aplicação da proposta foi realizada com uma turma de 3º ano do Ensino Médio de uma escola da rede estadual de ensino, a Escola Estadual de Ensino Médio Nossa Senhora do Patrocínio, localizada no município de Dom Pedrito, no Estado do Rio Grande do Sul. Os dados dessa pesquisa foram coletados através de questionários, produções textuais, exercícios, elaboração de relatórios e anotações realizadas pelo pesquisador durante as intervenções, e analisados por meio de uma aproximação da Análise Textual Discursiva. A proposta apostou no protagonismo dos estudantes que se mantiveram motivados desde o início dos trabalhos, e principalmente durante as atividades experimentais. Dentre os resultados da pesquisa, destacam-se a contextualização das aulas de química, que contribuiu como um instrumento diferenciado para a compreensão do cotidiano e especialmente da relação entre os saberes populares e os conteúdos escolares, assim como a participação ativa dos estudantes, contribuindo para a melhoria do processo de ensino e aprendizagem. / This work identifies significant aspects of the application of chemistry teaching proposal which involves research students about the popular knowledge of the preparation of bread and wine. Through the study of fermentation processes, we sought to contribute to appropriation of chemical language. Implementation of the proposal was held with a group of 3rd year of high school a school of state schools, the State Preparatory High School Our Lady of Patronage, located in Dom Pedrito, in the state of Rio Grande do Sul. The data from this study were collected through questionnaires, textual productions, exercises, reporting and notes taken by the researcher during interventions, and analyzed using an approximation of Textual Analysis Discourse. The proposal backed the role of the students who remained motivated from the start of the work, and particularly during the experimental activities. Among the survey results, we highlight the context of chemical classes, which contributed as a different tool for understanding everyday and especially the relationship between popular knowledge and educational content, as well as the active participation of students, contributing to improving the teaching and learning process.

Made available in DSpace on 2017-07-21T18:53:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jessica Teles.pdf: 1283462 bytes, checksum: 5784cdcc4b339768e1ee02500a793d75 (MD5) Previous issue date: 2016-04-29 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Propionic acid is an organic acid used as a preservative in foods and seeds, and as an ingredient in thermoplastics, medicaments, perfumes, fragrances and solvents. Its production takes place by conventional chemical synthesis that uses petroleum as raw material. Finding alternatives and more sustainable ways than the use of petroleum products has been shown an interesting option to the production of organic acids. The purpose of this study was to evaluate the propionic acid production from agroindustrial effluents by fermentation, using a culture of Propionibacterium acidipropionici CCT 4843. Whey, corn steep liquor and animal feed effluent were used as substrate. The substrates composition was based on an experimental design mixture, resulting in 10 samples. The substrates were fermented in batch borosilicate glasses at a temperature of 35°C, initial pH 6.5 and 20 mL.L-1 suspension of inoculum. After choose the substrate, a 33-1 factorial design was carried out, to see how the variable hydraulic retention time, inoculum concentration and pH affected the production of propionic acid. The propionic and other organic acids were detected using a high-performance liquid chromatography (HPLC). The corn steep liquor was chosen as the best a substrate for the factorial design, because it showed the highest propionic acid yield, 0.79 g. g substrate-1,propionic acid productivity of 5.20 mg.L-1.h-1 and production of 0.40 gL-1. It was found that hydraulic retention time and initial pH influenced on the yield and propionic acid productivity, but the initial inoculum concentration did not influence the answers. The highest propionic acid yield of 0.6275 g.g- 1, was obtained with 96 hours of hydraulic retention time, inoculum of initial concentration of 20 mL.L-1 and initial pH of 6.0.The best propionic acid productivity was obtained for hydraulic retention time of 60h, initial inoculum concentration of 30 mL.L-1 and initial pH of 6.5. It was concluded that propionic acid production is possible from agroindustrial waste, but the process conditions should be optimized to make it economically viable. / O ácido propiônico é um ácido orgânico utilizado como conservante em alimentos e sementes e como ingrediente em termoplásticos, drogas, perfumes, aromas e solventes. Sua produção convencional ocorre por síntese química, utilizando-se matérias primas obtidas do petróleo. Porém, com o aumento da preocupação ambiental e procura por alternativas ao uso de produtos derivados de petróleo, a produção de ácidos orgânicos por fermentação tem se mostrado uma opção interessante. O objetivo dessa pesquisa foi avaliar a produção de ácido propiônico a partir da fermentação de efluentes agroindustriais, utilizando a cultura Propionibacterium acidipropionici CCT 4843. Os efluentes utilizados como substrato foram soro de leite, milhocina e efluente da produção de ração animal. A composição dos substratos foi determinada a partir de um planejamento experimental de misturas, resultando em 10 ensaios. Os substratos foram fermentados em batelada em reatores de vidro borosilicato à temperatura de 35°C, pH inicial de 6,5 e 20 mL.L-1 de inóculo em suspensão. Após definida a composição do substrato, foi realizado o planejamento fatorial 33-1, para verificar como as variáveis Tempo de Detenção Hidráulica (TDH), concentração de inóculo e correção inicial de pH afetam a produção de ácido propiônico. A determinação do ácido propiônico e demais ácidos orgânicos foi realizada por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência(CLAE). No planejamento fatorial para estudo das variáveis de processo foi utilizado como substrato apenas a milhocina, pois nos ensaios do planejamento experimental de misturas foi o que possibilitou o maior rendimento, com 0,79 g ácido propiônico. g substrato-1, com uma produtividade de ácido propiônico de 5,20 mg/L.h e produção de 0,40g.L-1. No segundo planejamento foi constatado que as variáveis tempo de detenção (TDH) e o pH inicial influenciam no rendimento e na produtividade de ácido propiônico, porém a concentração inicial de inóculo não influenciou nas respostas. O melhor rendimento obtido foi de 0,6275 g.g-1, com o ensaio com TDH de 96h, concentração inicial de inóculo de 20mL.L-1 em suspensão e pH inicial 6,0 ; e o melhor valor de produtividade obtido foi para o ensaio com tempo de detenção hidráulica de 60h, concentração inicial de inóculo de 30 mL.L-1 e pH inicial de 6,5. Foi concluído que é possível a produção de ácido propiônico a partir de efluentes agroindustriais, porém as condições de processo devem ser otimizadas para torná-lo economicamente viável.

Made available in DSpace on 2017-05-12T14:46:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cristiane.pdf: 1676874 bytes, checksum: b32327481322325a528776559d52d690 (MD5) Previous issue date: 2012-12-12 / Attempting to associate waste treatment to the production of clean and renewable energy, the present research aimed to evaluate the biological production of hydrogen using wastewater from the manioc starch treatment industry, a liquid wastewater of high organic content, generated during the processes of extraction and purification of manioc starch. The experiment was carried out in two upflow fixed-bed anaerobic reactors. As support, bamboo stems and low density polyethylene scraps. Made with pexiglass, each reactor was built with 75 cm of height, with 2.96 L of useful volume for the reactor with bamboo support and 3.13 L for the one with Polyethylene support. The inoculum, collected in a pilot anaerobic reactor, received thermal pretreatment and was recirculated in the reactors for 48 h. Then, alimentation was initiated in a continuum manner. The system was operated with hydraulic detention time (TDH) of 4 and 3 h, at 36 °C and initial pH of 6.0. In the TDH of 4 h, 3 organic loading rates were applied (COV), of 28; 15 and 26 g.L-1.d-1; in the TDH of 3 h 4 COV were applied, of 35; 22; 22 and 27 g.L-1.d-1. The application of the COV did not follow any particular pattern due to the variability of the wastewater constitution. Hence, the effects of TDH, COV and the support mean on the production of hydrogen were evaluated, as well as the influence of bamboo and of low density polyethylene in the fixation and selection of microorganisms that produce hydrogen. Maximum hydrogen production in the reactor using bamboo was of 2.9 L.d-1 in TDH 4h and of 2.2 L.d-1 in the reactor using polyethylene in TDH of 3 h. Hydrogen percentage of 25% in biogas was reached in the reactor using bamboo and of 29% in the reactor using polyethylene. The yielding obtained was of 0.6 L H2.g-1sugar in the reactor using bamboo in TDH 4 h and of 0.8 L H2.g-1sugar in the reactor using polyethylene in TDH 3 h. In both reactors, the mean total sugar removal was of approximately 90%. / Buscando aliar o tratamento de resíduos à produção de energia limpa e renovável, o presente trabalho teve como objetivo avaliar a produção biológica de hidrogênio a partir da água residuária da indústria de fécula de mandioca, resíduo líquido de elevada carga orgânica, gerado durante os processos de extração e purificação do amido. O experimento foi realizado em dois reatores anaeróbios de leito fixo e fluxo ascendente. Como meio suporte foram utilizadas hastes de bambu e aparas de polietileno de baixa densidade. Confeccionados em pexiglass, cada reator foi construído com 75 cm de altura, o volume útil calculado foi de 2,96 L para o reator com suporte de bambu e 3,13 L para o reator com suporte de polietileno. O inóculo, coletado em um reator anaeróbio piloto, recebeu pré-tratamento térmico e foi recirculado nos reatores por 48 h. Em seguida, iniciou-se a alimentação em modo contínuo. O sistema foi operado com tempo de detenção hidráulica (TDH) de 4 e 3 h, a 36 °C e pH inicial 6,0. No TDH de 4 h foram aplicadas 3 cargas orgânicas volumétricas (COV) de 28; 15 e 26 g.L-1.d-1; no TDH de 3 h foram aplicadas 4 COV de 35; 22; 22 e 27 g.L-1.d-1. A aplicação das COV não seguiu a um padrão devido à variabilidade na constituição da água residuária. Dessa forma, foram avaliados os efeitos do TDH, da COV e do suporte sobre a produção fermentativa de hidrogênio e também a influência do bambu e do polietileno de baixa densidade na fixação e seleção dos micro-organismos produtores de hidrogênio. A produção máxima de hidrogênio no reator com bambu foi de 2,9 L.d-1 em TDH 4 h e de 2,2 L.d-1 no reator com polietileno em TDH de 3 h. Foram alcançados percentuais de hidrogênio no biogás de 25% no reator com bambu e 29% o reator com polietileno. O rendimento obtido foi de 0,6 L H2.g-1açúcar no reator com bambu em TDH 4 h e 0,8 L H2.g-1açúcar no reator com polietileno em TDH 3 h. Em ambos os reatores a degradação média de açúcares totais foi de aproximadamente 90%.

Submitted by Neusa Fagundes (neusa.fagundes@unioeste.br) on 2017-09-15T14:04:06Z No. of bitstreams: 1 Cristiane_Andreani2017.pdf: 1929530 bytes, checksum: 1b502a71b320a47e157f59e19b8978c7 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-09-15T14:04:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cristiane_Andreani2017.pdf: 1929530 bytes, checksum: 1b502a71b320a47e157f59e19b8978c7 (MD5) Previous issue date: 2017-02-16 / Fundação Araucária de Apoio ao Desenvolvimento Científico e Tecnológico do Estado do Paraná (FA) / Anaerobic sequencing batch biofilm reactors (AnSBBR) have been used successfully in wastewater treatment. Currently, this setting has been used for biological production of hydrogen from synthetic and complexes substrates with reasonable results in stability and productivity. Considering the good performance achieved by such configuration, an AnSBBR reactor with a 6.0-L total capacity and a 4.3-L useful volume (2.3-L residual volume and 2.0-L treated volume by cycle) was evaluated, since its goal was hydrogen production, whose substrate was cassava wastewater. Eight experimental conditions were evaluated, in which four volumetric organic loads were applied (5.0; 12.0; 14 and 18 gCarb.L-1 d-1) calculated according to influent concentration (2,000; 3,200; 4,200; 4,700 and 5,000 mgCarb.L-1) and cycle time (4; 3 and 2 h). The AnSBBR feeding of the system was carried out by varying the reactor filling time. Thus, assays were carried out in: i) batch, in which the reactor filling occurs in 20 minutes; and ii) fed- batch, in which the reactor filling occurs during 50% of the total cycle time. Reactor inoculation was carried out with mixed cultures from autofermentation of cassava wastewater and anaerobic sludge that was thermally treated. The highest molar productivities were 36 molH2.m-3.d-1, while volumetric productivity was 2.2 LH2.L-1.d-1 (applied volumetric organic load of 14 g.L-1.d-1) and molar yield was 4.9 molH2.kg-1Carb (applied volumetric organic load of 12 g.L-1.d-1) in assays with the highest cycle times (4 h), inoculated with anaerobic sludge and autofermented cassava wastewater. Lactic acid and bacteriocin nisin were recorded in all the studied assays, consequently, it is evident the presence of lactic bacteria. Therefore, the total hydrogen absence can be explained in both assays, inoculated with autofermented cassava wastewater. / Reatores anaeróbios operados em bateladas sequenciais com biomassa imobilizada (AnSBBR) têm sido utilizados com sucesso no tratamento de águas residuárias. Atualmente, essa configuração vem sendo utilizada para produção biológica de hidrogênio a partir de substratos sintéticos e complexos com bons resultados em termos de estabilidade e produtividade. Tendo em vista os bons desempenhos alcançados por tal configuração, foi realizada a avaliação de um reator AnSBBR, com capacidade total de 6,0 L e volume útil de 4,3 L (2,3 L volume residual e 2,0 L volume tratado por ciclo), destinado à produção de hidrogênio, cujo substrato foi água residuária de fecularia de mandioca. Foram avaliadas oito condições experimentais, nas quais foram aplicadas quatro cargas orgânicas volumétricas (5,0; 12,0; 14,0 e 18 gCarb.L-1.d-1), calculadas em função da concentração afluente (2000; 3200; 4200; 4700 e 5000 mgCarb.L-1) e do tempo de ciclo (4, 3 e 2 h). A alimentação do sistema foi realizada pela variação do tempo de enchimento do reator. Dessa forma, foram conduzidos ensaios em: i) batelada, em que a alimentação ocorre em 20 minutos; e ii) batelada alimentada, na qual, a alimentação ocorre durante 50% do tempo total de ciclo. Na inoculação do reator, foram utilizadas culturas mistas provenientes da água residuária autofermentada e do lodo anaeróbio termicamente tratado. Foram obtidas as maiores produtividade molar de 36 molH2.m-3.d-1, produção volumétrica de 2,2 LH2. L-1.d-1 (carga orgânica volumétrica aplicada de 14 g.L-1.d-1) e rendimento molar de 4,9 molH2.kg-1Carb (carga orgânica volumétrica aplicada de 12 g.L-1.d-1) nos ensaios com os maiores tempos de ciclo (4 h) e inoculados com lodo anaeróbio e água residuária autofermetada. As presenças de ácido lático e da bacteriocina nisina foram verificadas em todos os ensaios, logo, há indícios da existência de bactérias láticas. Assim, é possível se justificar a total ausência de hidrogênio, verificada em dois dos ensaios, ambos inoculados com água residuária autofermentada.

Made available in DSpace on 2017-07-10T19:23:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cristiane.pdf: 1676874 bytes, checksum: b32327481322325a528776559d52d690 (MD5) Previous issue date: 2012-12-12 / Attempting to associate waste treatment to the production of clean and renewable energy, the present research aimed to evaluate the biological production of hydrogen using wastewater from the manioc starch treatment industry, a liquid wastewater of high organic content, generated during the processes of extraction and purification of manioc starch. The experiment was carried out in two upflow fixed-bed anaerobic reactors. As support, bamboo stems and low density polyethylene scraps. Made with pexiglass, each reactor was built with 75 cm of height, with 2.96 L of useful volume for the reactor with bamboo support and 3.13 L for the one with Polyethylene support. The inoculum, collected in a pilot anaerobic reactor, received thermal pretreatment and was recirculated in the reactors for 48 h. Then, alimentation was initiated in a continuum manner. The system was operated with hydraulic detention time (TDH) of 4 and 3 h, at 36 °C and initial pH of 6.0. In the TDH of 4 h, 3 organic loading rates were applied (COV), of 28; 15 and 26 g.L-1.d-1; in the TDH of 3 h 4 COV were applied, of 35; 22; 22 and 27 g.L-1.d-1. The application of the COV did not follow any particular pattern due to the variability of the wastewater constitution. Hence, the effects of TDH, COV and the support mean on the production of hydrogen were evaluated, as well as the influence of bamboo and of low density polyethylene in the fixation and selection of microorganisms that produce hydrogen. Maximum hydrogen production in the reactor using bamboo was of 2.9 L.d-1 in TDH 4h and of 2.2 L.d-1 in the reactor using polyethylene in TDH of 3 h. Hydrogen percentage of 25% in biogas was reached in the reactor using bamboo and of 29% in the reactor using polyethylene. The yielding obtained was of 0.6 L H2.g-1sugar in the reactor using bamboo in TDH 4 h and of 0.8 L H2.g-1sugar in the reactor using polyethylene in TDH 3 h. In both reactors, the mean total sugar removal was of approximately 90%. / Buscando aliar o tratamento de resíduos à produção de energia limpa e renovável, o presente trabalho teve como objetivo avaliar a produção biológica de hidrogênio a partir da água residuária da indústria de fécula de mandioca, resíduo líquido de elevada carga orgânica, gerado durante os processos de extração e purificação do amido. O experimento foi realizado em dois reatores anaeróbios de leito fixo e fluxo ascendente. Como meio suporte foram utilizadas hastes de bambu e aparas de polietileno de baixa densidade. Confeccionados em pexiglass, cada reator foi construído com 75 cm de altura, o volume útil calculado foi de 2,96 L para o reator com suporte de bambu e 3,13 L para o reator com suporte de polietileno. O inóculo, coletado em um reator anaeróbio piloto, recebeu pré-tratamento térmico e foi recirculado nos reatores por 48 h. Em seguida, iniciou-se a alimentação em modo contínuo. O sistema foi operado com tempo de detenção hidráulica (TDH) de 4 e 3 h, a 36 °C e pH inicial 6,0. No TDH de 4 h foram aplicadas 3 cargas orgânicas volumétricas (COV) de 28; 15 e 26 g.L-1.d-1; no TDH de 3 h foram aplicadas 4 COV de 35; 22; 22 e 27 g.L-1.d-1. A aplicação das COV não seguiu a um padrão devido à variabilidade na constituição da água residuária. Dessa forma, foram avaliados os efeitos do TDH, da COV e do suporte sobre a produção fermentativa de hidrogênio e também a influência do bambu e do polietileno de baixa densidade na fixação e seleção dos micro-organismos produtores de hidrogênio. A produção máxima de hidrogênio no reator com bambu foi de 2,9 L.d-1 em TDH 4 h e de 2,2 L.d-1 no reator com polietileno em TDH de 3 h. Foram alcançados percentuais de hidrogênio no biogás de 25% no reator com bambu e 29% o reator com polietileno. O rendimento obtido foi de 0,6 L H2.g-1açúcar no reator com bambu em TDH 4 h e 0,8 L H2.g-1açúcar no reator com polietileno em TDH 3 h. Em ambos os reatores a degradação média de açúcares totais foi de aproximadamente 90%.

Made available in DSpace on 2017-05-12T14:46:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bruna.pdf: 2218151 bytes, checksum: 72c1c9063129258699329dd11860a24c (MD5) Previous issue date: 2013-02-21 / There are currently several studies aiming to convert plant biomass, which offers low cost and high generation in a sustainable and alternative energy source, thus adding economic value to the material. Lignocellulosic fibers, after passing through specific pretreatment of hydrolysis, originate fermentable sugars that can be biotransformed on second-generation ethanol. The breaking of this complex results in two main fractions, the cellulosic and the hemicellulosic fractions. The cellulosic one is still a challenge due to the cost, since it requires a pretreatment with high concentrations of acids and high thermal energy, and an enzymatic treatment too. The hemicellulosic fraction is more easily removable and it is composed primarily of xylose, but this sugar is not easily fermentable by traditional yeasts. The Pichia stipitis yeast has been studied due to its ability to use pentoses, appearing to be promising yeast for further industrial application. For this reason, this work aimed to evaluate fermentation parameters such as pH, temperature and agitation for ethanol production by Pichia stipitis ATCC 58376 in a medium consisting of the hemicellulosic hydrolyzate of sunflower meal, a by-product of sunflower oil extraction. In addition, the effects of inoculum adaptation were evaluated through the cultivation of cells in the hydrolyzed one and the reuse of the cells recovered at the end of the fermentation process. Sunflower meal was subjected to acid hydrolysis with sulfuric acid 6% (m/v), 120 atm in 20 min, resulting in a hemicellulosic hydrolyzate with 8.06 g.l-1 of glucose, 49.93 g.L-1 of xylose, 8.67 g.L-1 of arabinose, 3.55 g.L-1 of acetic acid, 0.031 g.L-1 of hydroxymethylfurfural, 0.033 g.L-1 of furfural, and 0.89 g.L-1 of phenols. The hydrolyzed one was detoxified by pH changes and adsorption with activated carbon to reduce or eliminate compounds formed during the hydrolysis, which are toxic to microbial metabolism. After this treatment, there was a reduction of 58% of acetic acid, and furfural, hydroxymethylfurfural and phenols were not detected in the hydrolyzate. Fermentations were conducted according to a factorial 33- DCCR, with 8 major tests, 6 axial and 3 central, totalizing 17 tests in different conditions of pH, temperature and agitation. Data analysis was performed using the STATISTICA 8.0 program. The tests showed no significant difference between them until the period of 72 hours, since in the test 14 (pH 5.0, 30ºC and 234 rpm) and in the 15, 16 and 17 central points (pH 5.0, 30° C and 150 rpm) it was verified the largest concentrations of ethanol, 13.31 g.L-1 and 13.28 g.L-1 respectively after 84 hours, regardless of the condition of the inoculum preparation. Efficiency and productivity were the same for the last five tests (13, 14, 15, 16 and 17): 0.45 g. g-1 and 0.185 g.l-1 .h-1after 84 hours of fermentation. The optimization of the process led to a final production of ethanol of 13.92 g.l-1, 4.38% higher than test 13, yield equivalent to the theoretical, 0, 51g.g-1, and productivity of 0.165 g.L-1.h-1 after 84 hours of fermentation. / Atualmente há vários estudos com objetivo de converter a biomassa vegetal, a qual apresenta baixo custo e alta geração, em uma fonte alternativa e sustentável de energia, agregando valor econômico à matéria. As fibras lignocelulósicas, após passarem por pré-tratamento específico de hidrólise, originam açúcares fermentescíveis que podem ser biotransformados em etanol de segunda geração. A quebra desse complexo resulta em duas frações principais: a celulósica e a hemicelulósica. A fração celulósica é ainda um desafio devido ao custo, já que esta requer um pré-tratamento com altas concentrações de ácidos e grande energia térmica e ainda um tratamento enzimático. A fração hemicelulósica é mais facilmente extraível e constituída principalmente por xilose, porém este açúcar não é facilmente fermentável por leveduras tradicionais. A levedura Pichia stipitis está sendo muito estudada devido a sua capacidade de utilizar pentoses, mostrando ser muito promissora para aplicação industrial. Por essa razão, este trabalho teve como objetivo avaliar parâmetros fermentativos como pH, temperatura e agitação para a produção de etanol por Pichia stipitis ATCC 58376, em meio constituído de hidrolisado hemicelulósico de farelo de girassol, um sub-produto da extração do óleo de girassol. Além disso, foram avaliados os efeitos da adaptação do inóculo pelo cultivo das células no hidrolisado e o reaproveitamento das células separadas ao final de repetições do processo fermentativo. O farelo de girassol foi submetido à hidrolise ácida com ácido sulfúrico 6% (m/v), 120 atm, por 20 min., resultando num hidrolisado hemicelulósico com 8,06 g.L-1 de glicose, 49,93 g.L-1 de xilose, 8,67 g.L-1 de arabinose, 3,55 g.L-1 de ácido acético, 0,031 g.L-1 de hidroximetilfurfural, 0,033 g.L-1 de furfural e 0,89 g.L-1 de fenóis. O hidrolisado foi destoxificado por alterações de pH e adsorção com carvão ativado, a fim de reduzir e/ou eliminar compostos formados durante a hidrólise, que são tóxicos ao metabolismo microbiano. Após esse tratamento, houve redução de 58% de ácido acético e o hidroximetilfurfural, furfural e fenóis não foram detectados no hidrolisado. As fermentações foram conduzidas segundo um esquema fatorial 33 - DCCR, com 8 ensaios principais, 6 axiais e 3 centrais, totalizando 17 ensaios, em diferentes condições de pH, temperatura e agitação. A análise dos dados foi realizada empregando-se o programa STATISTICA 8.0. Os ensaios apresentaram diferença significativa entre si até o período de 72 horas, sendo que no ensaio 14 (pH 5,0, 30ºC e 234 rpm) e nos ensaios 15, 16 e 17 nos pontos centrais (pH 5,0, 30 ºC e 150 rpm) foram verificadas as maiores concentrações de etanol, 13,31 g.L-1 e 13,28 g.L-1, respectivamente, em 84 horas e independentemente da condição de preparo do inóculo. O rendimento e a produtividade foram iguais para os cinco últimos ensaios (13, 14, 15,16 e 17), 0,45 g.g-1 e 0,185 g.L-1.h-1 em 84 horas de fermentação. A otimização do processo levou a uma produção final de etanol de 13,92 g.L-1, 4,38% superior ao ensaio 13, rendimento equivalente ao teórico: 0,51g.g-1 e produtividade de 0,165 g.L-1.h-1 em 84 horas de fermentação.

Submitted by Alison Vanceto (alison-vanceto@hotmail.com) on 2017-02-07T10:26:14Z No. of bitstreams: 1 TeseCF.pdf: 2944475 bytes, checksum: 0b8b7d83e1195e91eb572351858f7b93 (MD5) / Approved for entry into archive by Camila Passos (camilapassos@ufscar.br) on 2017-02-08T12:04:12Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseCF.pdf: 2944475 bytes, checksum: 0b8b7d83e1195e91eb572351858f7b93 (MD5) / Approved for entry into archive by Camila Passos (camilapassos@ufscar.br) on 2017-02-08T12:08:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseCF.pdf: 2944475 bytes, checksum: 0b8b7d83e1195e91eb572351858f7b93 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-08T12:10:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseCF.pdf: 2944475 bytes, checksum: 0b8b7d83e1195e91eb572351858f7b93 (MD5) Previous issue date: 2016-04-28 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Currently, one of the major challenges for second generation ethanol is to reduce the cost of cellulolytic enzymes. Thus, the development of bioprocesses for the enzyme production on-site and strategies to increase the final yield of the enzymatic hydrolysis are required to ensure that biomass conversion to be economically feasible. Therefore, the objective of this work was to study the production and characterization of enzyme cocktails involved in the degradation of plant biomass by filamentous fungi Trichoderma reesei and Aspergillus niger grown in sequential fermentation and evaluate the application of these cocktails in the saccharification process of sugarcane bagasse. Firstly, evaluation and validation of sequential fermentation cultivation methodology to different strains of Trichoderma. Cultivation were made using sugarcane bagasse "in natura" and pretreated by steam explosion, as a carbon source. The result more significantly was observed for T. reesei Rut C30, the endoglucanase production was 4.2-fold higher than the values obtained in conventional submerged fermentation. The enzyme extracts were characterized in terms of optimum pH and temperature and endoglucanase profile. The thermostability was directly influenced by the type of carbon source and type of cultivation method. Subsequently, the proteomic analysis were performed of enzyme cocktails from T. reesei Rut C30 and A. niger A12 produced by submerged and sequential fermentation in the presence of pretreated bagasse. The performance of the enzyme cocktail in saccharification of pretreated bagasse showed that the combination of enzyme cocktails from T. reesei and A. niger produced by sequential fermentation had a yield than 3-fold higher than the enzyme cocktails of submerged fermentation. In order to evaluate the action of the enzyme cocktails produced by T. reesei and A. niger in sugarcane bagasse saccharification, the last step of the work was to study the additives effects during the sugarcane bagasse hydrolysis aiming at reducing non-productive adsorption of enzymes into lignin. The saccharification results in the presence of soybean protein were 2-fold higher than the controls (no additive) to the enzyme cocktails of two fungi studied produced by solid state fermentation, indicating the potential use of soybean protein as an additive to minimize non-productive adsorption of the enzyme into lignin. Overall, this study presents an interesting final contribution in the cellulase production process and the application of the enzyme cocktail in the hydrolysis of sugarcane bagasse. / Atualmente, um dos grandes desafios para a produção de etanol de segunda geração consiste em diminuir o custo das enzimas celulolíticas. Assim, o desenvolvimento de bioprocessos para produção das enzimas on-site e estratégias para aumentar o rendimento final da hidrólise enzimática são necessários para assegurar que a conversão de biomassa seja economicamente viável. Para tanto, o objetivo deste trabalho foi estudar a produção e caracterização de coquetéis enzimáticos envolvidos na degradação da biomassa vegetal pelos fungos filamentosos Trichoderma reesei e Aspegillus niger cultivados por fermentação sequencial, bem como avaliar a aplicação dos mesmos no processo de sacarificação do bagaço de cana-de-açúcar. Primeiramente foi realizada a avaliação e validação da metodologia de cultivo de fermentação sequencial para diferentes linhagens de Trichoderma. Os cultivos foram feitos utilizando o bagaço de cana “in natura” e prétratado por explosão a vapor, como fonte de carbono. O melhor resultado foi observado para T. reesei Rut C30, em que a produção de endoglucanase foi 4,2 vezes maior do que os valores obtidos em cultivo convencional de fermentação submersa. Os extratos enzimáticos foram caracterizados em termos de pH e temperatura ótimos e perfil de endoglucanase. A termo-estabilidade foi diretamente influenciada pelo tipo de fonte de carbono e tipo de cultivo. Posteriormente, foram realizadas as análises proteômicas dos coquetéis enzimáticos do T. reesei Rut C30 e A. niger A12 produzidos por fermentação submersa convencional e fermentação sequencial, na presença de bagaço de cana prétratado. A performance dos coquetéis enzimáticos na sacarificação do bagaço de cana pré-tratado mostraram que a combinação dos coquetéis enzimáticos de T. reesei e A. niger produzidos por fermentação sequencial tiveram um rendimento 3 vezes maior do que os coquetéis da fermentação submersa. A fim de explorar melhor a ação dos coquetéis enzimáticos produzidos por T. reesei e A. niger na sacarificação do bagaço, na última etapa do trabalho foi estudo o efeito de aditivos durante a hidrólise do bagaco de cana visando à redução da adsorção improdutiva de enzimas na lignina. Os resultados de sacarificação na presença da proteína de soja foram 2 vezes maiores do que os controles (sem aditivo) para os coquetéis enzimáticos dos dois fungos estudados produzidos por fermentação em estado sólido, indicando o potencial do uso da proteína de soja como aditivo para minimizar a adsorção improdutiva das enzimas na lignina. De modo geral, o presente trabalho conseguiu uma contribuição final interessante no processo de produção das celulases e a aplicação do coquetel enzimático na hidrólise do bagaço de cana.

Made available in DSpace on 2017-07-10T19:23:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Bruna.pdf: 2218151 bytes, checksum: 72c1c9063129258699329dd11860a24c (MD5) Previous issue date: 2013-02-21 / There are currently several studies aiming to convert plant biomass, which offers low cost and high generation in a sustainable and alternative energy source, thus adding economic value to the material. Lignocellulosic fibers, after passing through specific pretreatment of hydrolysis, originate fermentable sugars that can be biotransformed on second-generation ethanol. The breaking of this complex results in two main fractions, the cellulosic and the hemicellulosic fractions. The cellulosic one is still a challenge due to the cost, since it requires a pretreatment with high concentrations of acids and high thermal energy, and an enzymatic treatment too. The hemicellulosic fraction is more easily removable and it is composed primarily of xylose, but this sugar is not easily fermentable by traditional yeasts. The Pichia stipitis yeast has been studied due to its ability to use pentoses, appearing to be promising yeast for further industrial application. For this reason, this work aimed to evaluate fermentation parameters such as pH, temperature and agitation for ethanol production by Pichia stipitis ATCC 58376 in a medium consisting of the hemicellulosic hydrolyzate of sunflower meal, a by-product of sunflower oil extraction. In addition, the effects of inoculum adaptation were evaluated through the cultivation of cells in the hydrolyzed one and the reuse of the cells recovered at the end of the fermentation process. Sunflower meal was subjected to acid hydrolysis with sulfuric acid 6% (m/v), 120 atm in 20 min, resulting in a hemicellulosic hydrolyzate with 8.06 g.l-1 of glucose, 49.93 g.L-1 of xylose, 8.67 g.L-1 of arabinose, 3.55 g.L-1 of acetic acid, 0.031 g.L-1 of hydroxymethylfurfural, 0.033 g.L-1 of furfural, and 0.89 g.L-1 of phenols. The hydrolyzed one was detoxified by pH changes and adsorption with activated carbon to reduce or eliminate compounds formed during the hydrolysis, which are toxic to microbial metabolism. After this treatment, there was a reduction of 58% of acetic acid, and furfural, hydroxymethylfurfural and phenols were not detected in the hydrolyzate. Fermentations were conducted according to a factorial 33- DCCR, with 8 major tests, 6 axial and 3 central, totalizing 17 tests in different conditions of pH, temperature and agitation. Data analysis was performed using the STATISTICA 8.0 program. The tests showed no significant difference between them until the period of 72 hours, since in the test 14 (pH 5.0, 30ºC and 234 rpm) and in the 15, 16 and 17 central points (pH 5.0, 30° C and 150 rpm) it was verified the largest concentrations of ethanol, 13.31 g.L-1 and 13.28 g.L-1 respectively after 84 hours, regardless of the condition of the inoculum preparation. Efficiency and productivity were the same for the last five tests (13, 14, 15, 16 and 17): 0.45 g. g-1 and 0.185 g.l-1 .h-1after 84 hours of fermentation. The optimization of the process led to a final production of ethanol of 13.92 g.l-1, 4.38% higher than test 13, yield equivalent to the theoretical, 0, 51g.g-1, and productivity of 0.165 g.L-1.h-1 after 84 hours of fermentation. / Atualmente há vários estudos com objetivo de converter a biomassa vegetal, a qual apresenta baixo custo e alta geração, em uma fonte alternativa e sustentável de energia, agregando valor econômico à matéria. As fibras lignocelulósicas, após passarem por pré-tratamento específico de hidrólise, originam açúcares fermentescíveis que podem ser biotransformados em etanol de segunda geração. A quebra desse complexo resulta em duas frações principais: a celulósica e a hemicelulósica. A fração celulósica é ainda um desafio devido ao custo, já que esta requer um pré-tratamento com altas concentrações de ácidos e grande energia térmica e ainda um tratamento enzimático. A fração hemicelulósica é mais facilmente extraível e constituída principalmente por xilose, porém este açúcar não é facilmente fermentável por leveduras tradicionais. A levedura Pichia stipitis está sendo muito estudada devido a sua capacidade de utilizar pentoses, mostrando ser muito promissora para aplicação industrial. Por essa razão, este trabalho teve como objetivo avaliar parâmetros fermentativos como pH, temperatura e agitação para a produção de etanol por Pichia stipitis ATCC 58376, em meio constituído de hidrolisado hemicelulósico de farelo de girassol, um sub-produto da extração do óleo de girassol. Além disso, foram avaliados os efeitos da adaptação do inóculo pelo cultivo das células no hidrolisado e o reaproveitamento das células separadas ao final de repetições do processo fermentativo. O farelo de girassol foi submetido à hidrolise ácida com ácido sulfúrico 6% (m/v), 120 atm, por 20 min., resultando num hidrolisado hemicelulósico com 8,06 g.L-1 de glicose, 49,93 g.L-1 de xilose, 8,67 g.L-1 de arabinose, 3,55 g.L-1 de ácido acético, 0,031 g.L-1 de hidroximetilfurfural, 0,033 g.L-1 de furfural e 0,89 g.L-1 de fenóis. O hidrolisado foi destoxificado por alterações de pH e adsorção com carvão ativado, a fim de reduzir e/ou eliminar compostos formados durante a hidrólise, que são tóxicos ao metabolismo microbiano. Após esse tratamento, houve redução de 58% de ácido acético e o hidroximetilfurfural, furfural e fenóis não foram detectados no hidrolisado. As fermentações foram conduzidas segundo um esquema fatorial 33 - DCCR, com 8 ensaios principais, 6 axiais e 3 centrais, totalizando 17 ensaios, em diferentes condições de pH, temperatura e agitação. A análise dos dados foi realizada empregando-se o programa STATISTICA 8.0. Os ensaios apresentaram diferença significativa entre si até o período de 72 horas, sendo que no ensaio 14 (pH 5,0, 30ºC e 234 rpm) e nos ensaios 15, 16 e 17 nos pontos centrais (pH 5,0, 30 ºC e 150 rpm) foram verificadas as maiores concentrações de etanol, 13,31 g.L-1 e 13,28 g.L-1, respectivamente, em 84 horas e independentemente da condição de preparo do inóculo. O rendimento e a produtividade foram iguais para os cinco últimos ensaios (13, 14, 15,16 e 17), 0,45 g.g-1 e 0,185 g.L-1.h-1 em 84 horas de fermentação. A otimização do processo levou a uma produção final de etanol de 13,92 g.L-1, 4,38% superior ao ensaio 13, rendimento equivalente ao teórico: 0,51g.g-1 e produtividade de 0,165 g.L-1.h-1 em 84 horas de fermentação.

Made available in DSpace on 2014-08-20T14:38:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese_Darcy_Bitencourt_Junior.pdf: 1269475 bytes, checksum: 4f393387d019287bb637c875eb063821 (MD5) Previous issue date: 2010-06-29 / The first experiment was carried out from May 29, 2006 to June 4, 2008. The objective was to evaluate the yield and agronomic characteristics of corn AS32 for ensiling as affected by early and late planting and the effect of grazing with dairy cows (starting when forage availability was at least 1,500 kg/ha of DM and finishing when residual plant height ranged from 7-10 cm) or mechanical harvesting (no grazing) on winter pasture, grown before corn, in straw in direct planting in an integrated crop-animal system. Experimental design consisted of split-split randomized complete blocks, with three replications. Data were submitted to analysis of variance (factorial 2x2x2 Years x Season x Cutting regimes). Harvesting criterium for corn plants evaluation and ensiling was made at the stage farinaceous hard grain. The second experiment was carried out from May 29, 2006 to June 4, 2008. The objective was to evaluate: (a) silage quality and (b) fermentative parameters, of corn AS32 for ensiling as affected by early and late planting on winter pasture desiccated straw, in direct planting in an integrated crop-animal system. Corn crops were sown in Oct 30, 2006; Nov 16, 2007 and Jan 16, 2007; Feb 06, 2008. Mechanical harvest was made at 15cm residual heights of plants, at the stage of farinaceous hard grain, and finely chopped to 1.5 cm particles size, and ensiled in experimental silos (3.5 kg). The experimental design consisted of completely randomized blocks, with three replications and subplots consisting of planting times (early and late). Data were submitted to analysis of variance, in factorial 2x2 scheme (years x times of plantings) and means compared by Tukey Test (P<0.05). Dry matter yield of normal planting date of corn was higher than for the alternative planting date; grazing, had no effect on dry matter yield . Corn cultivar AS32 recommended haversting stadium (farinaceous hard grain) presented variations in dry matter content of silage according to the year of cropping. Plant components proportions of green matter are different from the standard recommended for high quality corn silage. Fermentative and nutritional parameters showed adequate and acceptable values within the recommended patterns, either for early planting time as for late planting for AS32 hybrid grain corn-silage purpose. Cell wall components (NDF and ADF) showed acceptable values, although ADF remained slightly above of the ideal limit desired for both early and late ensiling of AS32 corn hybrid. / O experimento-1 foi conduzido de 2006 a 2008 na Escola Agrotécnica Federal de Rio do Sul EAFRS Rio do Sul, SC. Foram avaliadas a produtividade e as características agronômicas do milho AS32 para silagem em função da época de semeadura (safra e safrinha) e do pastejo com vacas leiteiras ou corte mecânico em pastagens de inverno. Foi levada em consideração a disponibilidade (1.500 de MS/ha) para entrada dos animais ou o corte e altura residual de 7-10 cm na saída, num sistema de integração lavoura-pecuária em plantio direto na palhada. O delineamento experimental foi de blocos completos ao acaso, com parcelas divididas com três repetições. Os dados foram analisados pelo teste F de análise de variância num esquema fatorial (2x2x2 Anos x Época x Regime de desfolha). O ponto de corte para avaliação das plantas de milho e confecção da silagem foi feito no estádio de grão farináceo duro. O experimento-2 foi conduzido na Escola Agrotécnica Federal de Rio do Sul, SC. Foram avaliadas a qualidade e características nutricionais da silagem do milho AS32 na safra e safrinha num sistema de integração lavoura pecuária (ILP), nos anos agrícolas de 2006/07 e 2007/08. As variáveis respostas foram: (a) parâmetros qualitativos (PB e DIVMS), (b) componentes da parede celular (FDN e FDA) e (c) parâmetros fermentativos da silagem (MS, pH e N-NH3). As lavouras da safra foram estabelecidas com plantio direto em 30/10/06 - 16/11/07 e da safrinha 16/01/07 06/02/08, sobre palhada dessecada de pastagem de inverno (safra), além de espécies espontâneas de verão (safrinha). O corte foi realizado a 15cm do solo, no estádio de grão farináceo duro, ficando as partículas com 1,5cm. Os silos experimentais de Polietileno (capacidade de 3,5kg) foram confeccionados adotando os procedimentos para silos comerciais. O delineamento experimental foi de blocos completos ao acaso com três repetições, com duas parcelas (safra e safrinha). Os tratamentos consistiram de: duas épocas de plantio e dois anos de cultivo. A análise de variância consistiu num fatorial 2x2 (anos x épocas), com Tukey (P<0,05). Resultados: A produção de matéria seca do milho safra foi superior ao da safrinha, não havendo diferença quanto à utilização ou não de pastejo no inverno anterior ao cultivo do milho. A cultivar AS32 no momento indicado para colheita (grão farináceo duro), apresentou variação nos teores de MS da silagem, em função do ano de cultivo. Os parâmetros fermentativos e nutricionais apresentaram valores adequados, dentro dos padrões recomendados, tanto para silagem da safra, como da safrinha. Os componentes da parede celular FDN e FDA apresentaram valores aceitáveis, embora o FDA tenha ficado pouco acima do limite ideal em relação aos padrões desejados, para ambas as épocas de ensilagem.