Made available in DSpace on 2016-06-02T19:31:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3839.pdf: 1626274 bytes, checksum: c075bd1efdbc3e1e45bfb76e257e5b8f (MD5) Previous issue date: 2011-06-10 / Universidade Federal de Sao Carlos / This study aimed to assess the effects of temperature on different aspects of aerobic and anaerobic degradation of aquatic macrophytes from different ecological groups: Cyperus giganteus (emergent), Eichhornia azurea (fixed floating) and Egeria najas (submerged). Considering these purposes, the carbon balance and mass decay, the cellulase and peroxidase activity in the degradation of cellulose and lignin, the oxygen consumption, as well as changes in pH, conductivity and humification degree caused by decomposition in the environment were analysed. In laboratory, decomposition chambers containing aquatic macrophyte and water samples were prepared and maintained under controlled conditions according to the experimental design. The results showed that: (i) temperature changes affected the mass loss coefficients of labile/soluble fractions of debris, but did not alter the mass loss coefficients of refractory fraction; (ii) the temperature increase accelerated the cellulose decay of E. azurea and E. najas detritus, being indifferent to those of C. giganteus; increased the lignin decay of C. giganteus and E. najas debris, although there was no lignin degradation of E. azurea within the experimental period; increased the peroxidase activity of the three species selected detritus and of the cellulase of C. giganteus and E. najas detritus, having the opposite effect on E. azurea debris; led to an increase in oxygen consumption in C. giganteus and E. azurea debris decomposition, having the opposite effect on E. najas decomposition; (iii) regardless to temperature, the content of particulate organic carbon and the half-life times were lower for submerged species and higher for the emerging one, which showed the highest contents of cellulose and lignin; (iv) the E. najas decomposition presented the highest dissolved oxygen consumption in the shortest time; (v) the mass loss of macrophytes detritus were faster under aerobic than under anaerobic condition. / Este estudo teve por objetivo verificar os efeitos da temperatura em diferentes aspectos da degradação aeróbia e anaeróbia de macrófitas aquáticas de diferentes grupos ecológicos: Cyperus giganteus (emergente), Eichhornia azurea (flutuante fixa) e Egeria najas (submersa). Para tanto, foram analisados o balanço de carbono e perda de massa, a atividade das enzimas celulase e peroxidase na degradação da celulose e da lignina, o consumo de oxigênio, bem como alterações de pH, condutividade e grau de humificação causadas pela decomposição no meio. Em laboratório, câmaras de decomposição contendo amostras de macrófita e água foram preparadas e mantidas em condições controladas conforme o delineamento experimental. Os resultados permitiram concluir que: (i) a variação de temperatura interferiu nos coeficientes de perda de massa da fração lábil/solúvel do detrito, mas não alterou os coeficientes de perda de massa da fração refratária; (ii) o aumento da temperatura acelerou o decaimento da celulose dos detritos de E. azurea e E. najas, sendo indiferente para os de C. giganteus; incrementou o decaimento da lignina dos detritos de C. giganteus e E. najas, embora não tenha sido observada a degradação da lignina nos detritos de E. azurea no período experimental; elevou a atividade da peroxidase nos detritos das três espécies selecionadas e da celulase nos detritos de C. giganteus e E. najas, tendo o efeito oposto nos detritos de E. azurea; levou a um aumento no consumo de oxigênio na decomposição dos detritos de C. giganteus e E. azurea, tendo efeito oposto na decomposição de E. najas; (iii) independentemente da temperatura, os teores de carbono orgânico particulado refratário e os tempos de meia-vida foram menores para a espécie submersa e maiores para a emergente, que apresentou os maiores teores de celulose e lignina; (iv) a decomposição de E. najas foi a que apresentou os maiores consumos de oxigênio dissolvido no espaço mais curto de tempo; (v) a perda de massa dos detritos das macrófitas ocorreu mais rapidamente sob condição aeróbia do que sob anaeróbia. Palavras-chave: celulose. celulase. lignina. peroxidase. temperatura. 8

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No. of bitstreams: 1 OLIVEIRA_Caroline_2016.pdf: 20263298 bytes, checksum: b9231bba4d6cfab2b96f7832a2dca959 (MD5) Previous issue date: 2016-04-19 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / The processes of separation and isolation of Kraft lignin obtained have been insufficiently resear ched, since much of the lignin of liqueurs obtained industrially is burned for energy recovery and carbon sources in the industrial processes. Currently, with the technological innovation targeting the pulp and paper industries, it is increasingly importan t to obtain lignin in simple and economically viable way. In addition, it is very important to find conditions under which the proceedings begin minimum degradation into lignin structures. In this work, the concentrated liquor lignin from Kraft pulp proces s was precipitated in acid medium in different conditions of pH and variable times of exposure to acid conditions of precipitation. It was done later, ash analysis, calorific power, Scanning Electron Microscopy with X - ray Spectroscopy (SEM/EDS); Fourier Tr ansform Infrared Spectroscopy (FTIR) and Ultraviolet - Visible Spectrophotometry precipitated (UV - VIS) for the characterization of the lignins and the filtered, for the characterization of the soluble fractions. A general analysis of the results showed that the best yield has occurred in 15 minutes of precipitation time for the pH of 6.71 (less acidic) among all employees. In the second test, the precipitations were performed at pH 2, 4 and 6 and with a time of 5 and 15 minutes, in which was got better yields and lower salt content in lignin. It has been applied statistical analysis in all the results, which many of them were considered equal. Thus, the best case was considered carried out at pH 6 at the time of 5 minutes , since it uses less hydrochloric acid are to perform precipitation. In parallel, it has been done tests to assess the possibility of separate fragments of lignin and sugars. The preliminary tests were conducted with phenol, simulating the lignin, and glucose, simulating the sugars. In order t o carry out this separation was used cellulose acetate Hydrogel as stationary phase in a preparative scale. In the first test conducted in a time of 30 minutes, it was possible to observe that there was a clear separation of phenol and glucose. In the seco nd test, in which the parameters were refined, like the elution time (55 minutes), it was possible to note a great improvement in the separation. The test of fractionation was carried out in order to simulate future tests to improve the conditions of ferme ntation of residual sugar produced by hydrolysis of cellulose waste involved in the production of second - generation ethanol. / Os processos de separação e isolamento da lignina kraft obtidas são pouco estudadas, uma vez que grande parte da lignina de licores obtidos industrialmente é queimado para recuperação de energia e fontes de carbono nos processos industriais. Atualmente, com a inovação tecnológica voltada para as indústrias de papel e celulose, torna - se cada vez mais importante a obtenção de lignina de forma simples e economicamente viável. Além disso, é muito importante que as condições do processo provoquem mínimas degradações nas estruturas da lignina. Neste trabalho, a lignina a partir da pasta de lixívia concentrada do processo kraft foi precipitada em meio ácido, em diferentes condições de pH e tempos de exposição variáveis a condições ácidas da precipitação. Posteriormente foi realizado análise de cinzas, poder calorífico, microscopia eletrônica de varredura com detector de energia dispersa de raio s - x (MEV/EDS), espectroscopia de infravermelho por transformada de Fourier (FTIR) e espectrofotometria no ultravioleta - visível (UV - VIS). Os precipitados foram empregados na caracterização das ligninas e os filtrados, na caracterização das frações solúveis. A análise geral dos resultados mostrou que o melhor rendimento ocorreu em 15 minutos de tempo de precipitação para o pH de 6,71 (menos ácida) entre todos os processos. No segundo teste as precipitações foram realizadas em pH 2, 4 e 6 e com tempo de 5 e 15 minutos, nas quais se obtiveram melhores rendimentos e menores teores de sais na lignina. Foi aplicada análise estatística em todos os resultados. A condição mais eficaz foi obtida em pH 6 no tempo de 5 minutos. Em paralelo, foram realiza dos os testes para avaliar a possibilidade de separação de fragmentos de lignina e açúcares. Os testes preliminares foram realizadas com fenol, simulando a lignina, e glicose, simulando os açúcares. Para realizar esta separação foi usado acetato de celulos e hidrogel como fase estacionária em uma escala preparativa. No primeiro teste realizado em um tempo de 30 minutos, foi possível verificar a separação de fenol e glicose. No segundo teste, em que os parâmetros foram refinados, como o tempo de eluição (55 minutos), foi possível ver uma grande melhoria na separação. O teste de fracionamento foi realizado, a fim de simular ensaios futuros para melhorar as condições de separação dos açúcares residuais produzidos pela hidrólise de resíduos de celulose envolvido na produção de etanol de segunda geração.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:37:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 844286 bytes, checksum: ae6964a2a73c7c6751ad88e3669f7d38 (MD5) Previous issue date: 2008-02-29 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The effect of the silicon (Si) was quantified on resistance components of the wheat to blast, as well as elucidates the possible physiological and biochemical alterations mediated by this element in response to the infection by the fungi Magnaporthe grisea. Two wheat plants of ‘Aliança’ and ‘BH1146’ cultivars were grown in plastic vase contend 0 and 1,25 g of wollastonite for ground kg that corresponded, respectively, to 0 and 0,30 g of Si/Kg of ground material. To balance calcium text between treatments, it was added 0,97 g of calcium carbonate (PRNT 100%, 40% Ca) to the vases that had not received wollastonite, standardizing the concentration of Ca in 0,37 g/vase. To 45 days after emergence, the plants were inoculated with suspension of 105 conidia/ml. In the first experiment were evaluated electrolyte leakage (EE) and the components of resistance: incubation period (PI), lesion size (TL), lesions number (NL) for cm2 of leaf area, area below the blast progress curve (AACPB) and the severity was estimated by QUANT software. Excepting PI, the Si affected negatively the evaluated resistance components. It had an increase of 14,5 h in PI and a reduction in TL, NL, AACPB and SR. In plants supplied with Si, the EE was reduced. In the second experiment, it was evaluated the photosynthetic tax (TF), the concentration of phenolic composites totals soluble (CFST) and of derivatives of the acid-tioglicolic lignin (LATG). The liquid tax of photosynthesis had increased in the plants supplied with Si, however only to 60 and 84 h after the inoculation, respectively, to cultivars them Aliança and BH 1146. The CFST concentration did not explain the resistance of the plants supplied with Si to blast. Contrarily, derivatives concentration of LATG was higher in plants of the two cultivars supplied with Si in elapsing of the infectious process, what it has contributed to increase the level of resistance of these cultivars to blast. The quitinases activity, mainly in plants supplied with Si, increased during the infection for M. grisea. Peroxidases had also increased in activity in plants supplied with Si, mainly of Aliança cultivar. Poliphenoloxidases had not an evident participation in the resistance of the wheat to blast, even in the presence of Si. The results of this study show for the first time the positive effect of Si in increase the resistance of wheat to blast for acting negatively in some components of resistance; beyond amplify defense mechanisms of biochemistry nature and improving the plant physiology with respect to a higher photosynthetic capacity. / Quantificou-se o efeito do silício (Si) sobre componentes de resistência do trigo à brusone, bem como elucidar as possíveis alterações fisiológicas e bioquímicas mediadas por esse elemento em resposta à infecção pelo fungo Magnaporthe grisea. Para tanto, duas plantas de trigo das cultivares Aliança e BH1146 foram crescidas em vaso plástico contendo 0 e 1,25 g de volastonita por Kg de solo, o que correspondeu, respectivamente, a 0 e 0,30 g de Si/Kg de material de solo. Para equilibrar o teor de cálcio entre os tratamentos, adicionou-se 0,97 g de carbonato de cálcio (PRNT 100%, 40% Ca) aos vasos que não receberam volastonita, padronizando a concentração de Ca em 0,37 g/vaso. Aos 45 dias após a emergência, as plantas foram inoculadas com suspensão a 105 conídios/ml. No primeiro experimento foram avaliados o extravasamento de eletrólitos (EE) e os componentes de resistência: período de incubação (PI), tamanho de lesão (TL), número de lesões (NL) por cm2 de área foliar, área abaixo da curva do progresso da brusone (AACPB) e severidade estimada pelo QUANT. À exceção do PI, o Si afetou negativamente os componentes de resistência avaliados. Houve aumento de 14,5 h no PI e uma redução no TL, NL, AACPB e SR. Em plantas supridas com Si, o EE de eletrólitos foi reduzido. No segundo experimento, foram avaliados a taxa fotossintética (TF), a concentração de compostos fenólicos solúveis totais (CFST) e de derivados da lignina ácidotioglicólico (LATG). Houve aumento na taxa líquida da fotossíntese nas plantas supridas com Si, porém somente às 60 e 84 h após a inoculação, respectivamente, para as cultivares Aliança e BH 1146. A concentração de CFST não explicou a resistência das plantas supridas com Si à brusone. Contrariamente, a concentração de derivados da LATG foi maior em plantas das duas cultivares supridas com Si no decorrer do processo infeccioso, o que contribuiu para aumentar o nível de resistência dessas cultivares à brusone. A atividade de quitinases, principalmente em plantas supridas com Si, aumentou durante a infecção por M. grisea. Peroxidases também tiveram aumento em atividade em plantas supridas com Si, principalmente da cultivar Aliança. Polifenoloxidases não tiveram uma participação evidente na resistência do trigo à brusone, mesmo na presença de Si. Os resultados desse estudo mostram pela primeira vez o efeito positivo do Si em aumentar a resistência do trigo à brusone por atuar negativamente em alguns componentes de resistência, além de potencializar mecanismos de defesa de natureza bioquímica e melhorar a fisiologia da planta no que se refere a uma maior capacidade fotossintética.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:46:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1216531 bytes, checksum: 138862093563670993d56bc12bc4f483 (MD5) Previous issue date: 2005-03-21 / The propose of this work was to evaluate synthetic hydroxyapatite with lignin in solid form as substitute in bone regeneration. Twenty rabbits, from New Zealand race, clinically healthy were used. The animals were divided in two groups with 10 animals each one. Group one received hydroxyapatite associated lignin and group two didn t received the implant. After customary anesthetic and surgical protocol in all the animals, a skin incision was made on lateral surface in the right pelvic member in their third middle. A circular bone fragment with 4,5 mm of diameter was retreated from the tibia in all groups, and the bone defect was filled up as a protocol for each treatment group. The animals were submitted to a daily clinical inspection to observe inflammatory reaction and painful sensibility. Radiographs were taken immediately after the surgery and at four, eight, 15, 30 and 60 days after surgery to evaluate bone healing. At same time, two animals per time period were sacrificed and fragments for histopathological evaluations through optical microscopy were collected. The samples were fixed in 10% formol and processed as customary technical in histopathology. The clinical results showed that most of the animals had a normal clinical evolution without infection or rejection of the implants. The results of the X-rays showed a decreasing of opacity on the bone defect until they look like regular bone in the groups that received hidroxyapatite. In the control group, the X-rays revealed increasing of opacity on the bone defect. The histological results showed normal evaluation of the bone regeneration in control group and in the treated one, although it was more precocious in the group that received hidroxyapatite until the 30th day observation. Therefore, the use of hidroxyapatite associated with lignin as bone substitute showed to be efficient, without inflammatory reaction and showing to be biocompatible. / O objetivo deste trabalho foi avaliar a hidroxiapatita sintética associada à lignina em forma de bloco, como substituto na regeneração óssea. Para tanto, foram utilizados vinte coelhos, clinicamente sadios, da raça Nova Zelândia. Os animais foram divididos em dois grupos, com 10 animais em cada. O grupo um recebeu hidroxiapatita associada à lignina e o grupo dois não recebeu o implante. Após a realização de protocolo anestésico rotineiro, foi feita uma incisão de pele no terço médio do membro pélvico direito, expondo a tíbia. Um fragmento ósseo circular de 4,5 mm de diâmetro foi retirado, com o auxílio de uma broca trefina, nos animais dos dois grupos, e o defeito foi preenchido de acordo com o protocolo de cada grupo. Os animais foram submetidos à avaliação clinica diária com o objetivo de se observar reação inflamatória e sensibilidade dolorosa. Foram realizadas radiografias imediatamente após o procedimento cirúrgico e aos quatro, oito, 15, 30 e 60 dias do pós-operatório para se avaliar o processo de regeneração óssea. Nas mesmas datas, exceto no dia da cirurgia, dois animais de cada grupo foram sacrificados objetivando a coleta de material para histologia. As amostras foram fixadas em formol 10%, tamponado, e processadas segundo técnicas rotineiras de histologia. Os resultados clínicos mostraram que a maioria dos animais teve evolução clinica normal, sem indícios de infecção ou de rejeição do implante. As radiografias mostraram, no grupo tratado, um decréscimo de radiopacidade do defeito, até que a imagem ficasse semelhante ao osso. Já no grupo controle, observou-se o inverso, ou seja, aumento gradual da radiopacidade do defeito. Os resultados histológicos mostraram evolução normal no processo de regeneração óssea nos dois grupos. Entretanto, nos animais tratados, o processo de reparação óssea se mostrou mais precoce nas observações de 15 e 30 dias, não havendo diferença entre os grupos na observação subseqüente. Com isto se conclui que a hidroxiapatita associada à lignina como substituto ósseo é eficiente, não causando reação inflamatória e se mostrando biocompatível.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:53:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1969812 bytes, checksum: 99b7bd01f7204c8f8b6933b68eb525b3 (MD5) Previous issue date: 2006-10-11 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In degraded environments biogeochemical cycle following litter decomposition is very important to maintain plant and animal communities. To study the nutrients release coming from leaves of cycling species potentially useful in revegetation programs is fundamental to know the nutrients cycling process, and its sustainability. Organic materials with fast decomposition are sources of nutrients and energy to biota, while more resistant materials remain on the soil, acting as a physical protection. Rapid decomposition of plant materials, in general, shows negative correlation with lignin and cellulose contents, lignin/nitrogen (lig/N), carbon/nitrogen (C/N) and carbon/phosphorus (C/P) ratios; conversely, shows positive correlation with nitrogen (N) and phosphorus (P) contents. Therefore, it was hypothetised that the kinetic decomposition and nutrients release from leaves is function of its chemical composition and environmental conditions, this study aimed to: characterize chemically leaves from 10 native trees species from Mata Atlântica in Viçosa region, Minas Gerais State; evaluate the leaves decomposition in field and greenhouse conditions, relating it with leaves chemical composition, and; evaluate leaves nutrients release. Chemical characterization was carried by the determination of total carbon (C), nitrogen (N), lignin, cellulose, phosphorus (P), sulfur (S), calcium (Ca), magnesium (Mg) and potassium (K) in the leaves. Species were separated into three groups according to estimated leaves speed decomposition (fast, intermediary, and slow), considering C, N, lignin and cellulose contents and C/N and lig/N ratios. Four species were classified with fast decomposition (Senna macranthera, Trema micrantha, Bauhinia forficata, Croton floribundus), three with intermediary (Cassia ferruginea, Zeyheria tuberculosa e Luehea grandiflora), and three with slow decomposition (Aegiphila sellowiana, Schinus terebenthifolius e Mabea fistulifera). Further leaves collection and characterization was performed before the decomposition essay, which was run with 18 litter bags with fresh leaves from each specie and environment (field and greenhouse). In greenhouse, litter bags were inserted in pots with topsoil from a secondary forest, and in field conditions they were placed over the topsoil of the secondary forest. During six months, materials from three litter bags from each specie and environment were taken each 30 days, weighed and analyzed for C, N, P, S, K, Ca and Mg contents. C, N, S, Ca and Mg contents and C/N ratios values varied significantly among species, while K contents were similar. The observed variations are probably due to different leaves maturation stage, environment and genetic variability among individuals of the same specie (different forest fragments) and collection time (season). The accumulated decomposition of leaves varied according with species, chemical composition and environment. In the greenhouse essay only two groups were formed by Scott-Knott test (5 % of probability): Leaves from A. sellowiana, S. terebenthifolius e B. forficata showed fast decomposition, while leaves from the others species (T. micrantha, S. macranthera, M. fistulifera, C. floribundus, Z. tuberculosa, C. ferruginea e L. grandiflora) showed intermediary decomposition. In the field essay, the species formed three groups: fast decomposing material from M. fistulifera, B. forficata, Z. tuberculosa, C. ferruginea, S. macranthera e S. terebenthifoliu intermediary decomposing; from C. floribundus intermediary, and slow decomposing materials for the remaining species. The chemical composition of leaves were not the only factor to explain the decomposition rate, suggesting that physical characteristics, or chemical attributes other than those determined, may also affect it. The biotic influence in the decomposition rate was illustrated by the faster speed observed in the field conditions compared with greenhouse conditions. Nutrients release from the leaves varied as a result of the environment, being more effective in field conditions. In the greenhouse experiment the decomposition time was sufficient to enable significant mineralization of K, Ca, Mg and P for all species, and S for most. / Em ambientes degradados a ciclagem biogeoquímica promovida pela serapilheira é de fundamental importância para o estabelecimento e manutenção de uma comunidade vegetal e animal na área. Estudar o potencial de retorno dos nutrientes por meio do folhedo de espécies aptas a serem utilizadas em programas de revegetação é essencial para o entendimento do processo de ciclagem de nutrientes nestas áreas, e sua sustentabilidade. Materiais que apresentam rápida decomposição atuam diretamente como fonte de nutrientes e energia para a biota, enquanto aqueles materiais mais recalcitrantes permanecem sobre o solo, conferindo-lhe proteção física. A velocidade de decomposição dos materiais vegetais, em geral, se correlaciona negativamente com os teores de lignina, celulose e as relações lignina/nitrogênio (Lig/N), carbono/nitrogênio (C/N) e carbono/fósforo (C/P), e positivamente com os teores de nitrogênio (N) e fósforo (P). Desta forma, trabalhando com a hipótese de que a cinética de decomposição e liberação de nutrientes de folhas das espécies é função de sua composição química e das condições ambientais, este estudo teve como objetivo caracterizar quimicamente as folhas de 10 espécies arbóreas nativas da Mata Atlântica na região de Viçosa MG; avaliar a decomposição das folhas destas espécies em condições de campo e em casa de vegetação, relacionando-a com a composição química das folhas e avaliar o potencial de liberação de nutrientes destas folhas. A caracterização química consistiu da determinação dos teores de carbono (C), nitrogênio (N), lignina, celulose, fósforo (P), enxofre (S), cálcio (Ca), magnésio (Mg) e potássio (K) das folhas de 10 espécies. Estas espécies foram, então, classificadas em três grupos de acordo com a velocidade de decomposição prevista (rápida, intermediária e lenta) de seus materiais foliares, com base nos teores de C, N, lignina e celulose, e relações C/N e Lig/N. Esta classificação foi relativa entre as espécies estudadas, considerando de forma conjunta os fatores citados, sendo quatro espécies classificadas no grupo de rápida decomposição (Senna macranthera, Trema micrantha, Bauhinia forficata, Croton floribundus), três no grupo das intermediárias (Cassia ferruginea, Zeyheria tuberculosa e Luehea grandiflora) e três de decomposição lenta (Aegiphila sellowiana, Schinus terebenthifolius e Mabea fistulifera). Foi feita uma nova caracterização química com os materiais das espécies selecionadas coletados para os ensaios de decomposição. Nos ensaios de decomposição foram utilizados 18 litter bags contendo folhas frescas, para cada espécie em cada ambiente. Os litter bags foram colocados em vasos com solo de uma mata secundária em casa de vegetação, e diretamente no solo de uma mata secundária, sendo retirados três de cada espécie e ambiente a cada 30 dias durante seis meses, para serem pesados e analisados quanto aos teores de C, N, P, S, K, Ca e Mg dos materiais vegetais. Os teores de C, N, S, Ca e Mg, bem como as relações C/N das folhas das diferentes espécies apresentaram variações significativas entre as duas caracterizações. Já os de K mantiveram-se semelhantes e os teores de P apresentaram aumentos significativos. As variações observadas provavelmente se devem ao estágio de maturação dos materiais vegetais coletados, aos ambientes de coleta destes materiais, à variabilidade genética entre os indivíduos da mesma espécie (fragmentos florestais distintos) e à época de coleta (estação do ano). A decomposição acumulada dos materiais foliares em casa de vegetação e no campo variou com a espécie, com sua composição química e com o ambiente. No ensaio em casa de vegetação formaram-se apenas dois grupos, pelo teste de Scott-Knott a 5% de probabilidade. As folhas de A. sellowiana, S. terebenthifolius e B. forficata apresentaram velocidade de decomposição rápida. Os materiais foliares das demais espécies (T. micrantha, S. macranthera, M. fistulifera, C. floribundus, Z. tuberculosa, C. ferruginea e L. grandiflora) apresentaram decomposição intermediária. No ensaio de campo, as espécies foram alocadas em três grupos. As espécies cujos materiais foliares apresentaram rápida decomposição foram M. fistulifera, B. forficata, Z. tuberculosa, C. ferruginea, S. macranthera e S. terebenthifolius. As folhas do C. floribundus apresentaram decomposição intermediária e as das demais espécies apresentaram decomposição lenta. As características químicas utilizadas para predizer a velocidade de decomposição relativa dos materiais foliares estudados não foram suficientes para explicar o comportamento destes, indicando que características físicas, bem como químicas não determinadas, também influem na decomposição destes materiais. A influência da biota na decomposição dos materiais foliares em campo foi evidenciada pelo aumento observado na sua decomposição em relação aos valores encontrados em casa de vegetação. A liberação de nutrientes dos materiais vegetais das espécies variou em função das condições ambientais, sendo mais efetiva em condições de campo, devido à ação da biota mais diversa. No ensaio de casa de vegetação, o período de decomposição dos materiais vegetais possibilitou significativa mineralização de K, Mg, Ca e P para a totalidade das espécies e de S para a maioria destas. Já no ensaio de campo, houve ocorrência de liberação de K, Mg, Ca, P e S para todos os materiais vegetais. Para o material foliar das espécies estudadas, o S seria o nutriente mais limitante do processo de decomposição.

Submitted by Lucienne Costa (lucienneferreira@ufcg.edu.br) on 2018-05-09T22:57:45Z No. of bitstreams: 1 DEIVID SOUSA DE FIGUEIROA – TESE (PPGEQ) 2017.pdf: 3775696 bytes, checksum: fa41c967cc6e968469d644b18254cfe7 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-09T22:57:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DEIVID SOUSA DE FIGUEIROA – TESE (PPGEQ) 2017.pdf: 3775696 bytes, checksum: fa41c967cc6e968469d644b18254cfe7 (MD5) Previous issue date: 2017-02-20 / Capes / A etapa de pré-tratamentos (físicos, químicos e combinados) aplicados a biomassa vegetal vem sendo considerada determinante no tocante a potencialização do rendimento de produtos químicos de alto valor agregado e de subprodutos que são obtidos a partir do refino de materiais lignocelulósicos. Uma planta promissora para ser utilizada como substrato em biorrefinarias é o sisal, pois possui 90 % de açúcares fermentáveis e 10 % a mais de celulose que a cana-de-açúcar, além do que o Brasil é o maior produtor de sisal do mundo, sendo o seu bagaço obtido durante sua manufatura e descartado no campo, sem aplicações tecnologias desenvolvidas para seu melhor aproveitamento. Dentre os métodos utilizados para pré-tratar biomassas estão os que fazem uso de agentes ácidos, alcalinos e oxidantes. Nesse contexto visando realizar um pré-tratamento efetivo no bagaço do sisal, foram aplicados pré-tratamentos nesta biomassa objetivando a desconstrução da barreira promovida pela recalcitrância inerente aos vegetais. Esses pré-tratamentos tem por finalidade a remoção da lignina, solubilização da hemicelulose e exposição da celulose. Neste trabalho foram avaliados pré-tratamentos ácido (H2SO4) com concentração ácida a 1% temperatura 120ºC por 1h , alcalino (NaOH) com concentração alcalina a 4% temperatura 120ºC por 1h e oxidante (Fenton) com concentrações de FeSO4 e H2O2 4,25 e 5000 mmol, respectivamente por 1h no bagaço do sisal. Para a determinação das condições ótimas para os pré-tratamentos aplicados, a biomassa submetida ao tratamento combinado (ácido-base) foi hidrolisada através de enzimas comerciais Celluclast 1.5L da Novozyme e beta-glicosidase da Proenzyme, obtendo rendimento de 23.561 mg.L-1 de glicose, para o pré-tratamento Fenton realizou-se o processo de hidrólise fazendo uso do tempo ótimo de 36 h obtendo-se a concentração de 4987,28 mg.L-1 de glicose . Para a avaliação dos pré-tratamentos e da hidrólise enzimática realizou-se a aplicação de planejamentos experimentais fatoriais. As biomassas foram caracterizadas através de protocolo físico-químico (Embrapa 236) e de técnicas instrumentais (TG/DTG e DRX) antes e depois da aplicação dos pré-tratamentos, o que evidenciou as mudanças estruturais causadas pelos mesmos. / The pre-treatment step (physical, chemical and combined) applied to plant biomass has been considered a determinant in the potentialization of the yield of high value-added chemical products and by-products that are obtained from the refining of lignocellulosic materials. A promising plant to be used as a substrate in biorefineries is sisal, as it has 90% fermentable sugars and 10% more cellulose than sugarcane, in addition to which Brazil is the largest sisal producer in the world, Being its bagasse obtained during its manufacture and discarded in the field, without applications technologies developed for its better use. Among the methods used to pre-treat biomass are those that use acid, alkaline and oxidizing agents. In this context, in order to perform an effective pretreatment in the sisal bagasse, pre-treatments were applied in this biomass aiming at the deconstruction of the barrier promoted by the recalcitrance inherent to the plants. These pre-treatments have the purpose of lignin removal, hemicellulose solubilization and cellulose exposure. In this work, acid (H2SO4) pre-treated with 1% acid concentration at 120ºC for 1h, alkaline (NaOH) with 4% alkaline concentration at 120ºC for 1h and oxidant (Fenton) with FeSO4 and H2O2 concentrations 4,25 And 5000 mmol, respectively for 1 h in the sisal bagasse. To determine the optimum conditions for the pre-treatments applied, the biomass submitted to the combined treatment (acid-base) was hydrolyzed through the commercial enzymes Celluclast 1.5L of Novozyme and beta-glucosidase of Proenzyme, obtaining a yield of 23,561 mg.L-1 of glucose, for the Fenton pretreatment the hydrolysis process was carried out using the optimum time of 36 h obtaining the concentration of 4987.28 mg.L-1 of glucose. For the evaluation of the pre-treatments and the enzymatic hydrolysis, the experimental factorial designs were applied. For the evaluation of the pre-treatments and the enzymatic hydrolysis, the experimental design was applied to the factorial. The biomasses were characterized by physical-chemical protocol (Embrapa 236) and instrumental techniques (TG / DTG and XRD) before and after of the pre-treatments, which evidenced the structural changes caused by them.

Orientador: Gustavo Ventorim / Coorientador: José Cláudio Caraschi / Banca: Augusto Batagin Neto / Banca: Claudio Angeli Sansigolo / Banca: Dalton Longue Júnior / Banca: Danielle Goveia / Este trabalho contou com o depósito de Patente no instituto Nacional de Propriedade Industrial sob número de registro BR1020140166920 em 04/jul/2014, através da Agencia Unesp de Inovação / Resumo: A indústria de polpa de celulose kraft de eucalipto no Brasil possui grande importância para a economia do setor de celulose e papel. Os parâmetros de carga alcalina e de temperatura devem ser controlados durante o processo de polpação e otimizados para que se obtenha polpa de alta qualidade e alto rendimento. A etapa de refino é uma das que mais consome energia nas indústrias e deve ser bem controlada para a economia de custos, podendo-se atrelar as variáveis de cozimento com a necessidade de refino da polpa. Deste modo, o objetivo deste estudo é avaliar a influência da carga alcalina e da temperatura da polpação kraft de eucalipto na branqueabilidade e refino. O material utilizado foi uma amostra de cavacos de Eucalyptus grandis x E. urophylla. Os cavacos foram caracterizados e submetidos a cozimentos com as temperaturas de 155 °C, 160 °C e 165 °C, e para cada um deles, foi aplicada a carga alcalina para que se obtivesse polpas com número kappa de 13, 15 e 17. Posteriormente, parte das amostras foi branqueada pela sequência OAHTD(Ep)D. Ambas polpas, branqueada e nãobranqueada, foram refinadas em moinho PFI para diferentes níveis de refino e realizados testes físico-mecânicos. Este trabalho está dividido em quatro Capítulos, a saber: (1) avaliação do efeito da temperatura e da carga alcalina na classificação de fibras, refino e testes físicomecânicos da polpa marrom; (2) impacto da polpação na branqueabilidade e no refino da polpa celulósica branqueada de eucalipto; (3) potencial da sequência curta de branqueamento AHTDP de polpa kraft de eucalipto para a obtenção de 90% ISO de alvura; (4) composição química da lignina residual de polpas kraft de eucalipto, provenientes de cozimentos realizados em 155, 160 e 165 °C por métodos da oxidação por nitrobenzeno e ressonância magnética nuclear (RMN)... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The eucalyptus kraft industry in Brazil has great importance for the sectors economy. The alkali charge and temperature parameters must be controlled during the kraft pulping and optimized in order to obtain high quality and high yield pulp. The refining is the process that consumes most energy in the mill and should be well controlled to the capital reduction. Thus, the aim of this study is to evaluate the influence of alkali load and final temperature of eucalyptus kraft pulping on refining and bleachability. Eucalyptus grandis x E. urophylla chips were characterized and cooked to different temperatures of 155 °C, 160° and 165 °C, and for each of them, the alkali charge that was applied to obtain pulps with a kappa number of 13, 15 and 17. Subsequently, part of the samples was bleached by the sequence OAHTD(Ep)D. Both bleached and unbleached pulps were refined in PFI mill and physical and mechanical tests were performed. This work is divided into four chapters, namely: (1) evaluation of temperature, alkali charge and its influence on fiber fractionation, refining and physical-mechanical testing; (2) the impact of the pulping parameters on its bleachability and refining; (3) the potential of a short sequence bleaching, AHTDP, of kraft eucalyptus pulp to 90% ISO brightness; (4) analysis of the chemical composition of the residual lignin in kraft eucalyptus pulp by nitrobenzene oxidation and nuclear magnetic resonance (NMR). The main conclusions of these chapters are: Chapter 1: lower cooking temperatures are beneficial to the cooking performance, selectivity, viscosity, and preservation of xylans. The use of low alkalinity in pulping increased the mechanical strength of the paper due to better preservation of carbohydrates; the final cooking temperature did not affect the refining with the same intensity as the alkali charge; Chapter 2: higher ... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Resumo: Dois híbridos de milho, BM 2202 e BRS 3003 de grãos semiduros vermelhoalaranjados, ciclo precoce e porte médio/alto, oram usados para avaliar a produtividade e valor nutritivo para silagem em função do espaçamento e da densidade de semeadura. O delineamento experimental usado foi o inteiramente casualizado com tratamento em esquema fatorial de dois híbridos (BM 2202 e BRS 3003) x dois espaçamentos (0,45 e 0,90 m) x três densidades (60.000, 70.000 e 80.000 pl ha-1), com três repetições. As características avaliadas foram: teor de matéria seca, proporção das frações da planta, produtividade de massa seca (t ha-1) e composição bromatológica do caule com relação à fibra em detergente neutro (FDN), fibra em detergente ácido (FDA), hemicelulose, celulose, lignina e digestibilidade in vitro da matéria seca (DIVMS). A porcentagem de MS da planta inteira do híbrido BM 2202 (49,50%) maior que o híbrido BRS 3003 (44,97%), assim como para espaçamento com 49,03 e 45,44%, para 0,90 e 0,45 m respectivamente e, sem efeitos para densidade. A contribuição do grão foi maior no híbrido BM 2202 (50,20%), já no espaçamento a variável caule teve 24,01% (0,45 m) e 21,21% (0,90 m). O híbrido BRS 3003 apresentou melhor produtividade na planta inteira (t ha-1) tanto como nas suas frações e o aporte das mesmas, de modo geral o híbrido BRS 3003 apresentou menor concentração de fibra e maior DIVMS. A redução do espaçamento de 0,90 para 0,45 m gerou maior produção de massa seca e melhor qualidade nutritiva do milho para silagem com menores concentrações de FDN, FDA, hemicelulose, celulose e lignina do caule, pela menor competição intraespecífica no cultivo com melhor distribuição espacial das plantas. O adensamento não demonstrou ganhos diferenciáveis na produtividade de MS, e nas concentrações de... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Two corn hybrids of semi flint grains red-orange, BM 2202 and BRS 3003 of precocity cycle and medium/height size, were used to evaluate the yield and nutritive value to silage in function of the distance and density of sowing. The experimental design was the randomized complete in factorial model, were used two hybrids (BM 2202 and BRS 3003), two spacing (0.45 and 0.90 m), three densities (60,000; 70,000 and 80,000 plants per ha) with three replications. The characters studied were: dry mater tax, plant fractions proportions, dry matter yield (t ha-1), stalk bromatology components correlated with neutral detergent fiber (NDF), fiber in acid detergent (ADF), hemicellulose, cellulose, lignin and in vitro digestibility of dry mater (IVDMD). The DM percentage of the whole plant to hybrid BM 2202 (49.50%) was higher compared with BRS 3003 hybrid (44.97%), also to distance with 49,03% (0,90 m) and 45.44% (0.45 m) without density effect. Kernel contribution was higher to BM 2202 hybrid (50.20%) and for the distance the variable stalk percentage had 24.01% (0.45 m) and 21.21% (0.90 m) of contribution. The BRS 3003 hybrid showed better yield in whole plant to DM (t ha-1), including the fractions. In general BRS 3003 hybrid showed low fiber concentration and bigger IVDMD. The reduction of the spacing of 0.90 to 0.45 m generated biggest production of DM and better nutritive value characteristics to silage with low concentrations of NDF, ADF, hemicelulose, cellulose and lignin of stalk due to failure intra-specific competition between plants. The density did not demonstrate differences in the gains of DM and DNF, ADF cellulose and lignin concentrations, being smaller to density with 60,000 pl ha-1. We concluded that the low spacing (0.45 m) and densities 60,000 and 70,000 pl ha-1, proportionate forage with better nutritive value to maize silage. / Orientador: Ciniro Costa / Coorientador: Paulo Roberto de Lima Meirelles / Banca: Silvio José Bicudo / Banca: Kátia de Oliveira / Mestre

Orientador: Marisa Spirandeli Crespi / Banca: Fernando Luis Fertonani / Banca: Luis Vitor Silva do Sacramento / Banca: Ana Maria de Guzzi Plepis / Banca: Eder Tadeu Gomes Cavalheiro / Resumo: A elucidação da estrutura da lignina, macromolécula natural amorfa, é um desafio para a pesquisa. Sua estrutura pode variar bastante de uma fonte vegetal para a outra, dependendo da sua origem. Neste trabalho, foi realizada a extração, a caracterização e o estudo cinético de decomposição térmica de ligninas obtidas a partir de duas fontes de biomassa: de bagaço de cana-de-açúcar (utilizada como referência) e dos resíduos sólidos urbanos (RSU) de leiras em diferentes estágios de compostagem. As técnicas utilizadas para a caracterização das ligninas foram: análise térmica (TG/DTA), FITR, RMN de 13C no estado sólido e fluorescência de raios-X. O estudo cinético de degradação térmica das ligninas foi realizado utilizando o método isoconversional de Flynn- Wall e Ozawa. A lignina obtida do bagaço de cana-de-açúcar apresentou-se como uma boa amostra de referência por possuir características de protolignina, sem impurezas de carboidratos associados à sua estrutura, o que pôde ser confirmado pela técnica de RMN de 13C. Já as ligninas obtidas dos RSU apresentaram decomposição térmica e grupos característicos da lignina e a presença de outros elementos complexados em sua estrutura, principalmente o íon ferro. No entanto, a presença de carbonos alifáticos comprovados pelas técnicas de TG/DTA e RMN de 13C, sugere que as ligninas extraídas dos RSU encontram-se fragmentadas. De acordo com o estudo cinético, para o primeiro evento de decomposição térmica da lignina, verificou-se o efeito de compensação cinética para as amostras de ligninas referências, bem como, para as ligninas extraídas dos RSU, levando à conclusão de que ambas apresentam a mesma composição orgânica básica. / Abstract: The elucidation of the structure of lignin, amorphous natural macromolecule, is a challenge for the research. Its structure can vary a lost from a vegetable source to other, depending on its origin. In this work, it was made the extraction, the characterization and the kinetic study of thermal decomposition of lignins obtained from two biomass sources: sugarcane bagasse (used as reference) and the urban solid residues (RSU) of stacks in different stages of composting. The techniques used for the characterization of lignins were: thermal analysis (TG/DTA), FITR, NMR 13C in the solid state and fluorescence of ray-X. The kinetic study of thermal degradation of the lignins was made using the method isoconversional of Flynn - Wall and Ozawa. Lignin obtained from sugarcane bagasse was a good reference sample for owning protolignin characteristics, without carbohydrate impurities associated in your structure, what could be confirmed by the technique of RMN 13C. By other hand, lignin obtained from RSU presented thermal decomposition and characteristic groups of lignin and the presence of other elements complexed in your structure, mainly the ion iron. However, the presence of aliphatic carbons confirmed by techniques of TG/DTA and NMR 13C, suggests that lignins extracted from RSU are fragmented. In agreement to kinetic study, for the first event of thermal decomposition of the lignin, the effect of kinetic compensation was verified for the samples of reference lignins, as well as, for lignins extracted from RSU, taking to the conclusion that both present the same basic organic composition. / Doutor

CAPES / O objetivo geral deste estudo foi avaliar o potencial de produ;áo energética de ligninas extraídas de subprodutos de diversas culturas agricolas brasileiras, dentre elas: bagaço de cana de açúcar, serragem de madeira, palha de milho, palha de trigo, folhas de capim elefante e casca de arroz. Para isto, foram realizadas caracterizações físico-químicas, dentre elas: análise elementar, análise imediata, determinação do poder calorífico superior, granulometria, e determinação da composição de holocelulose, lignina e extrativos das amostras. A pesquisa foi dividida em três etapas: amostragem e caracterização da matéria prima, processamento dos resultados obtidos e verificação do potencial das biomassas em relação ao rendimento de lignina e suas propriedades. Foi adotado um planejamento experimental fatorial 22 para o tratamento estatístico dos dados obtidos. De acordo com os resultados foi comprovado que, tanto a granulometria dos sólidos na faixa estudada, quanto os métodos de extração Klason e Willstatter não influenciaram no rendimento da extração de lignina, bem como no poder calorífico destas. O rendimento médio de extração de lignina para a serragem de madeira foi ligeiramente superior, como esperado. Adicionalmente, foi verificado que o poder calorífico das ligninas foram significativamente maiores do que das biomassas in natura correspondentes. Por outro lado, foi encontrado que o potencial de energia térmica das ligninas varia principalmente em função dos dados de produção da cultura agrícola e dos coeficientes de disponibilidade dos subprodutos. Dentre as estimativas de potencial de geração de energia térmica das biomassas testadas, destacam-se as ligninas do bagaço de cana e da palha de milho. Estudos ainda se fazem necessários para determinar o potencial das ligninas extraídas no ramo da indústria química através do conhecimento da composição. / The aim of this study was to assess the energetic potential obtained from lignins extracted of several Brazilian biomasses, among them: sugar cane bagasse, sawdust, corn straw, wheat straw, elephant grass leaves and rice husk. To achieve this objective, physicochemical characterization, including: ultimate analysis, proximate analysis, superior calorific value determination, fraction size, and compositional determination of holocellulose, lignin and extractives of samples. The research was divided into three steps: sampling and characterization of the raw material, processing the results and verifying the potential of biomass over the yield of lignin and its properties. It was used a 22 factorial experimental design for the statistical treatment of the obtained data. According to the results, it was confirmed that both the particle size of the solids in the studied range, the extraction methods as Klason and Willstatter no influence on the extraction yield of lignin, as well as the calorific value of these. The average yield of extraction of wood sawdust lignin was slightly higher, as expected. Additionally, it was found that the calorific value of lignin were significantly higher than the corresponding biomass in natura. Moreover, it was found that the potential of thermal energy from the lignins varies mainly depending on the production data and the availability coefficients of crop to byproducts. Among the estimated potential to generate thermal energy from biomasses tested, highlight the lignin from sugar cane bagasse and corn straw. Further studies are needed to determine the potential of the lignins extracted in the field of chemical industry through the knowledge of its composition.