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

A vinhaça da cana-de-açúcar constitui-se no principal resíduo líquido gerado pelo setor sucro-alcooleiro e, face aos enormes volumes produzidos , os problemas decorrentes de seu armazenamento e disposição o final passaram a constituir nos últimos tempos num grande desafio a técnicos envolvidos com essa questão. Este estudo tem por objetivo apresentar uma alternativa de aproveitamento desse resíduo, Aquelas tradicionalmente conhecidas no meio alcooleiro, por .intermédio do tratamento e transformação da vinhaça em biogás e sua utilização na geração de eletricidade. Para tanto, adotou-se a tecnologia de digestão anaeróbia de alta eficiência através de digestores de fluxo ascendente para a produção de biogás e, uma vez purificado, o aproveitamento desse gás em motores e turbinas adequadas a esse tipo de combustíve1, conforme a literatura consultada. No sentido de avaliar a viabilidade prática deste trabalho, optou-se pela elaboração de um estudo de caso, no qual foi dimensionada uma destilaria hipotética de \'cerca de 150.000 litros de álcool/dia, gerando um volume de cerca de 1.800.000 litros de vinhaça/dia. Por meio desta simulação, foram analisados os aspéctos técnicos e econômicos envolvidos, possibilitando assim, uma apreciação crítica e realista do estudo proposto. / The vinasse of sugar-cane represents the main liquid residue produced by the sugar-alcohol sector and, in view of the enormous volumes produced, the problems related to its storage and final disposal came to pose a great challenge to the technical people involved in this matter these last few years. This study aims to present an alternative for the exploitation of this residue, to these traditionally employed in the alcohol production industry, based on the treatment and transformation of vinasse to biogas, and its subsequent utilization in eletric generation. In this context the technology of high efficiency anaerobic digestion using up-flow anaerobic digestors for biogas production was adapted. Once purified, the biogas produced can be utilized in engines and turbines specially adapted for this fuel, as evinced in the literature consulted. With a view to evaluate the pratical feasibility of this work, the elaboration of a case study was selected, in which a hypothetical distillery with a capacity of about 150.000 litres of alcohol/day, would generate a volume of about 1.800.000 litres of vinasse/day. By means of this simulation, the technical and economic aspects involved were analyzed, thus making possible a critical and realistic appreciation of the study proposed.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:11Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-12-16Bitstream added on 2014-06-13T18:30:58Z : No. of bitstreams: 1 garcia_dp_me_guara_prot.pdf: 1770377 bytes, checksum: d4bf624a96905b5751f7cece02041ed7 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A atual matriz energética mundial baseia-se fundamentalmente na utilização de combustíveis fósseis, mas por questões ambientais 9efeito estufa e as emissões de CO2) e econômicas (preço do barril), o petróleo vem sendo substituído por outras formas de energia como os pellets de madeira que possuem grande potencial para suprir as necessidades atuais de energia com menor impacto ambiental. Desta forma, este estudo objetiva comparar as principais características químicas (carbono fixo, voláteis, cinzas, extrativos, lignina e holocelulose) característica físicas (comprimento, diâmetro, densidade a granel, teor de umidade e durabilidade mecânica), característica téricas (poder calorífico superior e inferior, densidade energética e termogravimetria) e as emissões de CO e NOx, desses biocombustíveis, com os padrões de qualidade estabelecidos pelas normas nacionais e internacionais. Foram analisadas quatro procedências de pellets (um de eucalipto e três de pinus), uma amostra de serragem de eucalipto, uma amostra de casca de pinus e uma amostra de cavacos de pinus. Os pellets foram produzidos no Brasil e obtidos diretamente com os produtores em suas embalagens comerciais de venda e efetuadas análises seguindo normas padrões. A amostragem de gás foi realizada utilizando um analisador eletroquímico de gases para a determinação dos teores de monóxido de carbono, dióxido de carbono e óxidos de nitrogênio presentes nos gases de combustão. Essas análises mostraram que o poder calorífico inferior dos pellets P1, pellets P3 e pellets P$, não atingiram valores mínimos exigidos na norma austríaca, que estabelce valores> 18MJ/kg e alemã que exige valores de 17,5 a 19,5 MJ/kg. Quanto ao teor de umidade, os resultados mostraram que a maioria atingiu este parâmetro de qualidade. A durabilidade mecânica dos pellets P1, pellets P3 e pellets P4 estão abaixo... / The current world-wide energy model is based basically on the oil fuel use, but for environment questions (greenhouse effect and CO2 emissions) and economic ( barrel of the price), the oil comes being substituted for other forms of energy as wood pelletsthat it possess great potential to supply the current necessities of energy with lesser environment impact. In such a way, this objective study to compare the main chemistries characteristics (fixed carbonm volatile, ashes, extratives, lignin and holocellulose), physica characteristics (length, diameter , in bulk density, moisture content and mechanical durability), thermal characteristics (heating value, net heating value energy density, thermogravimetric) and the emissions CO and NOx, of this bioenergy with the standards of quality established by the national and international norms. The four analyzed samples had been wooden origin of pellets (onde eucalyptus and three of the pinus), one sample of the sawdust of the eucalyptus, one sample of the pinus bark and one sample the wood pinus chips. The wood pellets were produced in Brazil and gotten directly with the producers in commercial packings, and made analysis regarding standard rules. An electrochemical analyzer of gases... (Complete abstract click electronic access below)

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Filosofia e Ciências Humanas, Programa de Pós-graduação em Geografia, Florianópolis, 2009 / Made available in DSpace on 2012-10-24T12:44:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 271240.pdf: 8854672 bytes, checksum: c8a25c8943503a00678a22d1ea3593f9 (MD5) / O hidrato de gás metano representa um interessante objeto de pesquisa pelo seu potencial como fonte de energia alternativa, como mecanismo de redução de emissões de gases de efeito estufa, além de seu possível papel como agente de mudanças climáticas. Por meio de levantamento bibliográfico foi identificado que o composto apresenta uma ampla distribuição geográfica, além de ser o maior recurso energético do planeta, quando comparado a outros combustíveis fósseis. Por este motivo, países como Japão, Canadá, Estados Unidos, Índia, etc., mantêm programas de pesquisa e parcerias internacionais focados não apenas na caracterização e quantificação, mas também no desenvolvimento de tecnologias de produção comercial do metano. As informações presentes nesta revisão bibliográfica e os dados dos 15 países com maior produção e consumo de óleo, gás natural e carvão possibilitaram uma discussão sobre uma possível desterritorialização energética decorrente do início da produção comercial do metano do hidrato. / The methane hydrate is an interesting object of research because of its potential as an alternative energy source, and as a mechanism to reduce greenhouse gases emissions and its possible role as agents of climate change. The literature review identified that the compound presents a wide geographical distribution, and is the largest energy resource in the world, when compared to other fossil fuels. For this reason, countries like Japan, Canada, United States, India, etc., maintain research programs and partnerships not only focused on characterization and quantification, but also in the development of technologies for commercial methane production. The information in this literature review and data from 15 countries with greater production and consumption of oil, natural gas and coal allowed a discussion on a possible energy desterritorialization due to commencement of commercial production of methane hydrate.

ALMEIDA, M. S. de. Implementação computacional para desenvolvimento de pás de turbinas eólicas de eixo horizontal. 2013. 125 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2013-04-17T16:45:18Z No. of bitstreams: 1 2013_dis_msdealmeida.pdf: 3030063 bytes, checksum: 76497e5dedcbe4e0b80d03985cf7f4a3 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2013-04-17T18:03:08Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_dis_msdealmeida.pdf: 3030063 bytes, checksum: 76497e5dedcbe4e0b80d03985cf7f4a3 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-04-17T18:03:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_dis_msdealmeida.pdf: 3030063 bytes, checksum: 76497e5dedcbe4e0b80d03985cf7f4a3 (MD5) Previous issue date: 2013 / The aerodynamic design of a wind rotor aims to optimize the operating parameters, so that this provides a more efficient system operation in which it is used. This work consists in creating a software in C + + language through the integrated development environment C + + Builder, via a classic method of wind turbines design based on the Blade Element Momentum Theory (BEM). The software provides the user with geometric data for building, such as curved taper of the blade and torsion based on the airfoils data used. The power curve analysis is performed and displayed via a characteristic plot. The software predicts performance changes due to losses by the tip and the root of the blade, and also shows, among other things, the distribution of maximum loads along the blade, in the operating range desired by the user. The power delivered by the turbine can be calculated using wind speed data. / O projeto aerodinâmico de um rotor eólico visa a otimização dos parâmetros de funcionamento, para que este forneça uma maior eficiência no regime de operação em que é utilizado. O presente trabalho consiste na criação de um software em linguagem C++, por meio do ambiente de desenvolvimento integrado C++Builder, através de um método clássico de projeto de turbinas eólicas baseado na Teoria do Momento do Elemento de Pá (BEM). O software fornece ao usuário dados geométricos de construção, como curvas de afilamento e torção da pá com base nos dados dos aerofólios utilizados. A análise da curva de potência é feita e mostrada através de um gráfico característico. O software prediz as alterações de desempenho devido às perdas pela ponta e pela raiz da pá, e também informa, entre outras coisas, a distribuição das cargas máximas ao longo da mesma, de acordo com a faixa de operação desejada pelo usuário. A potência fornecida pelo aerogerador pode ser calculada através de dados de velocidade dos ventos.

FREITAS, A. A. A. Conversor CC/CC de alto ganho sem capacitor eletrolítico aplicado a um sistema fotovoltaico. 2012. 82 f. Dissertação (Mestrado em Engenhara Elétrica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2013-05-15T17:55:27Z No. of bitstreams: 1 2012_dis_aaafreitas.pdf: 16175974 bytes, checksum: b572943a30f8dbdc92ae30509bf6c1f0 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2013-05-21T18:23:07Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_dis_aaafreitas.pdf: 16175974 bytes, checksum: b572943a30f8dbdc92ae30509bf6c1f0 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-05-21T18:23:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_dis_aaafreitas.pdf: 16175974 bytes, checksum: b572943a30f8dbdc92ae30509bf6c1f0 (MD5) Previous issue date: 2012-12-14 / The photovoltaic sector has been distinguishing itself from all other renewable energy sources, due to its large growth through the last years. For this reason, it has become the third major clean source of power generation worldwide. In Brazil, this sector still doesn’t have great pertinence in the energy matrix, given the imported technology of converters and panels. Considering the demand to develop this technology, this paper propounds the research and implementation of a high gain DC/ DC converter applied to photovoltaic systems, which aims mainly to remove energy from a photovoltaic module and inject it into a DC constant bus. A photovoltaic module is connected to the input of the high gain converter, with an output voltage equals to 17 Vdc. This converter raises its input voltage and injects its output current at a constant 311 Vdc bus, using the maximum power point tracking (MPPT). The laboratory implemented prototype was designed for a rated power of 100W and it doesn’t have electrolytic capacitors, thereby increasing the lifetime of the converter and also allowing the incorporation the converter to the photovoltaic module. The prototype had a strong and low cost performance, necessary characteristics for a converter applied to renewable energy sources. The prototype performance exceeded the author’s expectations, in relation to the maximum power point tracking. Thus, a quite simple algorithm can be extremely reliable when choosing to configure a converter through a module. / O setor fotovoltaico, devido ao seu grande crescimento nos últimos anos, vem destacando-se significativamente diante de todas as outras fontes de energia renováveis e, por isso, tornou-se a terceira maior fonte limpa de geração de energia elétrica do mundo. No Brasil, esse setor ainda não possui uma relevância na matriz energética devido à tecnologia de conversores e de painéis ser, na maioria das vezes, toda importada. Considerando a necessidade do desenvolvimento dessa tecnologia, este trabalho vem propor a pesquisa e a implementação de um conversor CC/CC de alto ganho aplicado a sistemas fotovoltaicos, que tem como objetivo principal retirar a energia de um módulo fotovoltaico e injetá-la em um barramento constante de corrente contínua. Um módulo fotovoltaico é conectado na entrada do conversor de alto ganho com tensão de saída igual a 17 Vcc. Esse conversor eleva a sua tensão de entrada e injeta sua corrente de saída em um barramento constante de 311 Vcc, utilizando a busca do ponto de máxima potência (MPPT). O protótipo implementado em laboratório foi desenvolvido para uma potência nominal de 100 W e não possui capacitores eletrolíticos, aumentando assim o tempo de vida útil do conversor e permitindo incorporar o conversor ao módulo fotovoltaico. O protótipo se mostrou robusto e de baixo custo, características necessárias para um conversor aplicado a fontes renováveis de energia. O desempenho do protótipo, na busca do ponto de máxima potência, superou as expectativas do autor, mostrando que um algoritmo bastante simples pode ser extremamente confiável quando se opta pela configuração de um conversor por módulo.

LIMA, F. M. Deposição de dióxido de estanho-flúor (SnO2:F) em substrato transparente para uso em células fotoeletroquímicas. 2013. 74 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2013-06-18T16:35:39Z No. of bitstreams: 1 2013_dis_fmlima.pdf: 26109192 bytes, checksum: 74a01d7c9fb534c67b1c1e083f12498d (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2013-06-18T16:35:56Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_dis_fmlima.pdf: 26109192 bytes, checksum: 74a01d7c9fb534c67b1c1e083f12498d (MD5) / Made available in DSpace on 2013-06-18T16:35:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_dis_fmlima.pdf: 26109192 bytes, checksum: 74a01d7c9fb534c67b1c1e083f12498d (MD5) Previous issue date: 2013-02-25 / The conductor glasses have been used as transparent conductor oxides (TCO’s). Due to its transmittance in the visible spectrum and low sheet resistance, TCO’s have been employed as a constituent component of photoeletrochemical cells activated with dye. This work is dedicated to the conductor glass fabrication, at a lab scale, on 2,6 cm x 7,6 cm glass substrates by spray pyrolyris method and application of the conductor glasses in photoeletrochemical cells of the type Grätzel and immense electrode. The work involve the fabrication of the conductor glasses, deposition of the silver-doped titanium oxide (TiO2:Ag) films on conductor glasses, preparation of the electrolyte, choice and preparation of the dye and then to close and to characterize of the cells by open circuit voltage (Voc) and short circuit current (Icc). The conductor glass is of the type fluorine-doped tin oxide (SnO2:F). The deposition of SnO2:F layer is make on the glass substrate with temperature of 600ºC from precursor solution. The heat source is ceramic heater of flat surface in a stove. The spray gun is used for to deposit the precursor solution on glass substrate. The conductor glasses and electrodes of SnO2:F/TiO2:Ag are characterized by measures of x-ray diffraction (XRD), scanning electron micrograph (SEM), UV-vis, electric resistance and Möhr strong. The average transmittance of the conductor glass 70 % in the wavelength regions of 650 nm – 800 nm. The average reflectance of 20 % in the electrodes SnO2:F/TiO2:Ag with extract of spinach in the wavelength regions of 650 nm – 700 nm. In the characterization of the cells, measures of Voc and Icc are obtained for cells under illumination. To hotoeletrochemical cell of the type Grätzel with extract of spinach the measures are Voc = 0,264 V and Icc = 1,4 μA; while that for the photoeletrochemical cell of the type Grätzel with methylene blue the measures are Voc = 0,186 V and Icc = 3,5 μA. / Vidros condutores têm sido usados como óxidos condutores transparentes (OCT’s). Por causa da transmitância na região visível e baixa resistência de filme os OCT’s têm sido usados como componente de células fotoeletroquímicas ativadas por corante. Neste trabalho é feito vidros condutores, em escala de laboratório, de dimensões 2,6 cm x 7,6 cm pela técnica “spray pyrolysis”, os vidros condutores são aplicados na construção da célula fotoeletroquímica com eletrodos imersos e da célula de Grätzel. Para isso, além de fazer vidros condutores é feito a deposição da camada de dióxido de titânio dopado com prata (TiO2:Ag), preparação de eletrólito, preparação de corante, montagem das células e caracterização por voltagem de circuito aberto (Vca) e corrente de curto circuito (Icc). O vidro condutor possui um filme de dióxido de estanho dopado com flúor (SnO2:F). A deposição do filme de SnO2:F sobre vidro é feito a temperatura de 600ºC a parti de uma solução precursora. Como fonte de calor usa-se uma resistência cerâmica conectada a um forno. Para a deposição da solução precursora é usado um gerador de “spray. As técnicas difração de raios x (DRX), microscopia de varredura eletrônica (MEV), UV-vis, resistência elétrica e dureza de Möhr são usadas para caracterizar o vidro condutor e o eletrodo SnO2:F/TiO2:Ag. O vidro condutor apresenta transmitância ~70% (650 nm - 800 nm). O eletrodo de SnO2:F/TiO2:Ag apresenta refletância ~20%. As células sob iluminação são caracterizadas por Vca e Icc. A célula de Grätzel com corante extrato de espinafre apresenta Vca = 0,264 V e Icc = 1,4 μA, enquanto que a célula de Grätzel com corante azul de metileno apresenta Voc = 0,186 V e Icc = 3,5 μA.

FRANCELINO, Diego Alfonso Ribeiro. Potencial da energia eólica ante cenárioos de crescimetno econômico no estado do Ceará. 2008. 85f. Dissertação (mestrado profissional) - Programa de Pós Graduação em Economia, CAEN, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2008. / Submitted by Mônica Correia Aquino (monicacorreiaaquino@gmail.com) on 2013-08-19T13:41:58Z No. of bitstreams: 1 2008_dissert_darfrancelino.pdf: 1699881 bytes, checksum: 49143480f44fee5afe97ba2592517733 (MD5) / Approved for entry into archive by Mônica Correia Aquino(monicacorreiaaquino@gmail.com) on 2013-08-19T13:42:11Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2008_dissert_darfrancelino.pdf: 1699881 bytes, checksum: 49143480f44fee5afe97ba2592517733 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-08-19T13:42:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2008_dissert_darfrancelino.pdf: 1699881 bytes, checksum: 49143480f44fee5afe97ba2592517733 (MD5) Previous issue date: 2008 / Ce travail se concentre sur l`investigation des variables significatives relatives à la consommation d’énergie électrique et à la croissance économique de l`état du Ceará. Il a comme objectif de mettre en évidence des éléments pour orienter le développement des sources alternatives d`énergie, en particulier de l`énergie éolienne. Nous traitons du processus de structuration du marché brésilien d`énergie électrique et effectuons une analyse des relations entre l`offre et la demande d`énergie électrique dans l`état du Ceará. Ensuite, en argumentant avec des études et des données statistiques, le travail identifie le potentiel de générer de l’énergie électrique grâce à l’énergie éolienne dans l`état du Ceará, et présente des calculs de rentabilité financière pour l`insertion de projets éoliens sur le marché des émissions. Au final, cette recherche fait des propositions de modèles économétriques et des simulations de prévisions qui permettent d`analyser l‘évolution de la demande d`énergie électrique dans l’état mentionné. Nous mentionnons le besoin en énergie électrique face à des scénarios de croissance économique et la possibilité de couvrir la différence attendue grâce à l`énergie éolienne. / O trabalho orienta-se pela investigação de variáveis significativas relacionadas ao consumo de energia elétrica e ao crescimento econômico do estado do Ceará. Objetiva a apreensão dos elementos que norteiam o desenvolvimento das fontes alternativas de energia, em particular a eólica. Discute o processo de estruturação do mercado brasileiro de energia elétrica e analisa as relações entre oferta e demanda no estado do Ceará. Expõe através de estudos e dados a liderança potencial detida pelo estado do Ceará na geração de energia eólica, e apresenta ferramentas de incremento financeiro através da inserção dos projetos eólicos no mercado de emissões. A pesquisa propõe modelos econométricos e simulações de previsões que permitem analisar o comportamento da demanda de energia elétrica, bem como o potencial energético necessário ante cenários de crescimento econômico, e a possibilidade do diferencial ser suprido por energia eólica.

MACIEL, T. C. Produção de celulases por fermentação em estado sólido a partir de Melanoporia sp. e Mucor circinelloides utilizando bagaço de cana-de-açúcar como substrato. 2013. 91 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2014-01-02T14:22:28Z No. of bitstreams: 1 2013_dis_tcmaciel.pdf: 2082482 bytes, checksum: 91500a2091556c30da5f06ca387bc699 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2014-01-07T18:08:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_dis_tcmaciel.pdf: 2082482 bytes, checksum: 91500a2091556c30da5f06ca387bc699 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-01-07T18:08:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_dis_tcmaciel.pdf: 2082482 bytes, checksum: 91500a2091556c30da5f06ca387bc699 (MD5) Previous issue date: 2013-02-22 / Sugarcane bagasse is a lignocellulosic residue obtained from sugarcane mechanical pressing for juice extraction. This biomass is abundant in Brazil because the country is the world’s largest manufacturer of sugar and ethanol. The use of sugarcane waste as substrate for enzymes production, such as cellulases, is an interesting and viable option since the production costs of these enzymes are high, which limits its industrial use. In this context, potential cellulase-producing strains have been extensively studied in order to develop less costly cellulolytic enzymes complexes. In this study, the production of cellulases by Mucor circinelloides. and Melanoporia sp through solid state fermentation of sugarcane bagasse and the effects of selected parameters for enzyme production were evaluated. The investigated physicochemical parameters associated with the growth of the microorganisms and enzyme production were: initial pH of the growth medium, temperature and time of enzyme production. Regarding nutritional parameters, the effect of Tween 80 and different sources of mineral salts and organic nitrogen and were studied. In addition, tests were performed in order to define the best combination of pH and temperature for the determination of enzyme activity. For M. circinelloides, the maximal enzyme activity (15.87 FPU / g) was achieved with a fermentation medium composed of 3g of sugarcane bagasse, 2mL of saline solution containing 0.1 g/L of CuSO4, 9.0 g/L of (NH4)2SO4 e 1.0 g/ L of KH2PO4 and 0.8% Tween 80 (v/v) at pH 5.48 incubated at 34.4 °C for 48 hours. The optimum combination of pH and temperature was at pH 6.5 and 60 °C. For Melanoporia sp. the higher enzymatic activity obtained was 14.21 FPU / g as a result of using 3g of sugarcane bagasse with the addition of 2mL of saline solution containing 9.0 g/L of (NH4)2SO4, 1.0 g/ L of KH2PO4 and 0.2% Tween 80 (v/v) at pH 6.28 and incubated at 30°C for 48 hours. The optimized conditions of pH and temperature for enzymatic activity determination were pH 7.0 and 60°C. The results demonstrated the high potential of the two strains under investigation, which presented the higher enzyme activity at pH in the neutral range. This result represents a technical advantage from the industrial viewpoint. / O bagaço de cana-de-açúcar é um resíduo lignocelulósico obtido a partir do esmagamento e moagem da cana-de-açúcar para extração do seu caldo. Esta biomassa é abundante no Brasil pois, o país é o maior produtor mundial de açúcar e etanol. O emprego deste resíduo como substrato, em processos fermentativos, para a produção de enzimas microbianas, como as celulases é uma opção viável e interessante, uma vez que o custo destas enzimas ainda é alto, o que tem limitado sua utilização industrial. O potencial produtor de celulases de diversos micro-organismos tem sido extensivamente estudado, a fim de desenvolver novos bioprocessos menos onerosos na produção de enzimas celulolíticas. No presente trabalho foram avaliadas a capacidade de produção de celulases, pelos micro-organismos Mucor circinelloides e Melanoporia sp., a partir da fermentação em estado sólido do bagaço de cana-de-açúcar e a influência de alguns parâmetros na produção da enzima. Foram investigados os seguintes parâmetros físico-químicos, relacionados com o crescimento do micro-organismo e produção da enzima: pH inicial do meio de crescimento, tempo e temperatura de produção da enzima. Quanto aos parâmetros nutricionais, o efeito do Tween 80 e de diferentes fontes de sais minerais e nitrogênio orgânico foram estudados. Além disto, foram realizados ensaios no intuito de definir a melhor combinação de pH e temperatura para a determinação da atividade enzimática. Para M. circinelloides, a atividade enzimática máxima (15,87 FPU/g) foi obtida utilizando-se 3 g de bagaço, com adição de 2,0 mL de uma solução contendo 0,1 g/L de CuSO4, 9,0 g/L de (NH4)2SO4, 1,0 g/L de KH2PO4 e Tween 80 a 0,8% (v/v) em pH 5,48. A temperatura e o tempo que resultaram na maior produção da enzima foram 34,4 °C e 48 horas, respectivamente. A maior atividade enzimática foi quantificada em pH 6,5 e 60 °C. Em relação ao Melanoporia sp., a atividade enzimática máxima alcançada foi 14,21 FPU/g como resultado da produção utilizando 3 g de bagaço, com adição de 2,0 mL de uma solução contendo 9,0 g/L de (NH4)2SO4, 1,0 g/L de KH2PO4 e Tween 80 a 0,2% (v/v) em pH 6,28. A produção máxima da enzima foi observada após 48 horas de fermentação a 30 °C. A maior atividade enzimática foi quantificada em pH 7,0 e 60 °C. Os resultados demonstraram o elevado potencial produtor de celulases pelas duas cepas fúngicas num curto período de tempo, apresentando maior atividade enzimática em pH próximo da neutralidade, consistindo num diferencial atrativo do ponto de vista industrial.

COSTA, A. G. Estratégias de pré-tratamentos para a produção de metano a partir dos resíduos lignocelulósicos dos biocombustíveis. 2013. 117 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 2014-03-13T17:34:13Z No. of bitstreams: 1 2013_tese_agcosta.pdf: 2780283 bytes, checksum: e97c96122a8ac88b36a036805a417de4 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2014-03-13T17:34:34Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_tese_agcosta.pdf: 2780283 bytes, checksum: e97c96122a8ac88b36a036805a417de4 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-03-13T17:34:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_tese_agcosta.pdf: 2780283 bytes, checksum: e97c96122a8ac88b36a036805a417de4 (MD5) Previous issue date: 2013-07-17 / This study aimed the evaluation of the anaerobic biodegradability and methane production potential (MPP) of three lignocellulosic wastes derived from the biofuels production chain: palm oil mesocarp fiber (PMF), sugarcane bagasse (SCB) and cotton linter type 4 (CL4). Three different types of physico-chemical pretreatments were used (hydrothermal hydrolysis, acid hydrolysis and alkaline hydrolysis), which were evaluated based on the solubilisation of sugars or extraction of lignin. Different reaction times, temperatures, mass/volume ratios, and concentrations of acid or alkali were used for seeking the best pretreatment that improves the anaerobic digestion of the material. The data of the pretreatments were analysed using multivariate factorial design 22 or 23, with the central point in triplicate (level 0) and six star-points (when necessary). The MPP and anaerobic biodegradability obtained with PMF, SCB and CL4 without pretreatment were, respectively, 77.8, 35.6 and 165.3 L CH4/kg substrate and 8.7, 4.4 and 24.1%. The results obtained with the PMF showed that the best MPP (199 L CH4/kg substrate) was obtained using acid hydrolysis with [HCl] of 1.97 M, during 34 min, at 103 ° C, which promoted 19% of biodegradability. Anaerobic digestion SCB is improved when using hydrothermal hydrolysis (10 min, 200 °C) resulting in a MPP of 199 L CH4/kg substrate and an anaerobic biodegradability of 27.4%. The best results of CL4 were MPP of 397.1 L CH4/kg substrate and biodegradability of 49.1% obtained with acid hydrolysis ([HCl] of 1 M, 136 °C, 20 min). Despite the several pretreatment cause significant increase in the anaerobic hydrolysis of these lignocellulosic wastes, the power generated from methane (PMF = 6.9 MJ/kg Subst, SCB = 6.8 MJ/kg Subst, CL4 = 13.2 MJ/kg Subst.) were lower than that obtained by the eventual direct combustion of the fibre (PMF = 9.6 MJ/kg Subst, SCB = 7.2 MJ/kg Subst, CL4 = 17.3 MJ/kg Subst. CL4 in the form of briquette). An alternative is to use the alkaline hydrolysis for extracting lignin and further use in the chemical industry, as well as for power generation. The results show that it is possible to extract up to 91% of the lignin present in the PMF and 80% in the SCB, which can generate up to 180 and 313.4 L CH4/kg of the hydrolysed PMF and SCB, respectively. These values are sufficient to produce 6.2 and 11.2 MJ/kg Subst, respectively. / Este trabalho teve como objetivos avaliar a biodegradabilidade anaeróbia e o potencial de produção de metano (PPM) de três resíduos lignocelulósicos proveniente da cadeia produtiva do biocombustível (fibra do mesocarpo do dendê - FMD), (bagaço de cana-de-açúcar - BCA) e línter de algodão tipo 4 - (LA4). Para tanto, empregou-se três diferentes tipos de pré-tratamentos físico-químicos (hidrólise hidrotérmica, hidrólise ácida e hidrólise alcalina), onde foram usados diversos tempos de reação, temperaturas, razões massa/volume e concentrações de ácido ou álcali, de forma a buscar o melhor método para facilitar a digestão anaeróbia do material. Os pré-tratamentos foram avaliados usando-se planejamento fatorial multivariado 22 ou 23, com ponto central em triplicata. O PPM e a biodegradabilidade anaeróbia obtidos com FMD, BCA e LA4 sem pré-tratamento foram, respectivamente, 77,8, 35,6 e 165,3 L CH4/kg substrato e 8,7, 4,4 e 24,1%. Os resultados obtidos com a FMD mostraram que o melhor PPM (199 L CH4/kg substrato) foi obtido utilizando o pré-tratamento ácido com [HCl] de 1,97 M , durante 34 min, a 103 °C, o qual promoveu 19% de biodegradabilidade. A digestão anaeróbia do BCA é mais beneficiada quando se utiliza hidrólise hidrotérmica (10 min, 200 °C), resultando em PPM de 199 LCH4/kg Subst. e biodegradabilidade anaeróbia de 27,4%. Os melhores resultados de PPM e biodegradabilidade do LA4 foram de 397,1 L CH4/kg Subst e 49,1%, obtidos com o pré-tratamento ácido ([HCl] 1M, 136 °C, 20 min). Apesar dos diversos pré-tratamento causarem aumento significativo da hidrólise anaeróbia destes resíduos lignocelulósicos, a energia gerada a partir do metano (FMD = 6,9 MJ/kg Subst.; BCA = 6,8 MJ/kg Subst. e LA4 = 13,2 MJ/kg Subst.) foi menor do que a obtida por uma eventual queima direta da fibra (FMD = 9,6 MJ/kg Subst.; BCA = 7,2 MJ/kg Subst. e LA4 = 17,3 MJ/kg Subst. – na forma de briquete). Uma alternativa é utilizar o pré-tratamento alcalino para reaproveitamento da lignina extraída, além da geração de energia. Desta forma, pode-se extrair até 91% da lignina presente em FMD e 80% em BCA, que pode ser utilizada na indústria química em geral, e gerar 180 e 313,4 L CH4/kg de FMD e BCA hidrolisados, respectivamente. Estes valores são suficientes para gerar 6,2 e 11,2 MJ/kg Subst, respectivamente.