Orientador: Roberto Alves de Oliveira / Coorientador: Rose Maria Duda / Banca: Valéria Del Nery / Banca: Leonardo Lucas Madaleno / Resumo: Neste trabalho avaliou-se o desempenho de um reator UASB na faixa de temperatura mesofílica utilizando o melaço de cana-de-açúcar diluído como substrato. O reator UASB foi operado TDH de 24 h com COV médias de até 15 g DQOtotal (L d)-1 e foi utilizada a recirculação total do efluente do reator UASB, para diluir o melaço. O inoculo utilizado era proveniente de um reator UASB termofílico tratando vinhaça. Foram observadas produção volumétrica e produção específica de metano de até 0,97 N LCH4 (L d)-1 e de 0,194 L CH4 (g DQOtotal removida)-1, respectivamente, o que indicou a adaptação da microbiota utilizando melaço de cana-de-açúcar, desde que seja realizada a suplementação de alcalinidade, nitrogênio e fósforo. Foram observados valores médios de remoção de demanda química de oxigênio, de 64 a 72%, com base na DQOtotal do melaço adicionado.Também avaliou-se o desempenho de dois reatores UASB em série na faixa de temperatura termofílica utilizando a vinhaça diluída como substrato. Os reatores foram operados com TDH de 16 e 7,5 h, respectivamente e COV média de 20 e 35 g DQOtotal (L d)-1 , respectivamente. O inoculo utilizado era proveniente do reator UASB mesofilico tratando melaço. Foram observadas produção volumétrica e produção específica de metano de até 0,46 N LCH4 (L d)-1 e de 0,16 L CH4 (g DQOtotal removida)-1, respectivamente ... / Abstract: This study evaluate the performance of an upflow anaerobic sludge blanket (UASB) in the mesophilic temperature range using molasses sugar cane diluted as substrate. The UASB reactor operated at a hydraulic retention time (HRT) of 24 hours and organic load rate (OLR) averages of up to 15 g total COD (L d)-1 and total recirculation of the effluent of the UASB reactor was used to dilute the molasses. The inoculum used was from a thermophilic UASB reactor treating vinasse. Volumetric and specific yields of methane from methane production to 0.97 N LCH4 (L d) -1 and 0.194 L CH4 (g total COD removed) -1, respectively, which indicated the adaptation of microorganisms using molasses were observed sugar-provided supplemental alkalinity, nitrogen and phosphorus is performed. Remove values of chemical oxygen demand of 64 at 72%, with base addition molasses. Also evaluated the performance of two UASB reactors in series in the thermophilic temperature range using the diluted vinasse as substrate. The reactors were operated at HRT of 16 and 7.5 h, respectively, and average OLR of 20 and 35 g total COD (L d) -1, respectively. The inoculum used was derived from mesophilic UASB reactor treating molasses. Specific and volumetric yield of methane production LCH4 to 0.46 N (L d) -1 and 0.16 L CH4 (g totalCOD removed) -1, respectively, which indicated the adaptation of the microorganisms were observed / Mestre

Orientador: Euclides Braga Malheiros / Coorientador: Ricardo Andrade Reis / Banca: João Maurício Bueno Vendramini / Banca: Marco Antonio Alvares Balsalobre / Banca: Telma Teresinha Berchielli / Banca: Flávio Dutra de Resende / Resumo: Foi avaliado o efeito da altura do pasto do capim Marandu, e da combinação de alturas crescentes de pastejo com doses decrescentes de suplemento para tourinhos de corte na estação chuvosa, sobre o ganho médio diário (GMD), ganho de peso corporal (PC) por hectare (GPH) e emissões de metano (CH4). Na recria durante a estação chuvosa, foram utilizados 108 tourinhos da raça Nelore em dois experimentos, cada um com três tratamentos, e três repetições (piquetes) por tratamento (n = 9). Exp. 1: Foram avaliadas as alturas de pastejo 15; 25 e 35 cm. Exp. 2: (1) altura baixa do pasto (15 cm) e suplementação alta (0,6 % do PC) (ABSA), (2) altura moderada do pasto (25 cm) e suplementação moderada (0,3 % PC) (AMSM) ou (3) altura alta do pasto (35 cm) mistura mineral (AAMM). O delineamento experimental foi inteiramente casualizado. No Exp. 1, o GMD aumentou linearmente (P = 0,02), o contrário do observado no GPH (P < 0,001), e não houve alteração na emissão CH4/animal/dia (P = 0,64). No Exp. 2, o tratamento ABSA apresentou maior GPH (P < 0,01) sem alterar o GMD (P = 0,14), menor emissão de CH4/animal/dia (P < 0,01), CH4/energia metabolizável consumida (P = 0,002) e CH4/GMD (P < 0,01). Na estação seca, foi investigada a influência do sistema de recria sobre o GMD, PC final, peso e rendimento de carcaça na terminação em pastagens com suplementação (1 kg/100kg PC) (n = 9), ou confinamento (unidade experimental = animais em baias individuais; n = 27). As variáveis estudadas não foram alteradas pelo sistema de recria (P ≥ 0,09) em ambos os sistemas de terminação na estação seca. A exploração dos recursos forrageiros na recria durante a estação chuvosa permitiu maior eficiência comparada com ambos sistemas de terminação, com maior parcela do peso corporal adquirido até o abate, demandando menores desembolsos com suplementos. Os sistemas de recria avaliados podem ser usados... / Abstract: It was evaluated the effect of grazing height of Marandu grass, and the combination of increasing grazing heights with decreasing supplementation level (% of body weight (BW)) for yearling bulls during the wet season, on the average daily gain (ADG), gain per hectare (GPH) and emissions of methane (CH4). It were used 108 bulls in two experiments, each with three treatments and three replicates (paddocks) per treatment (n = 9). Exp. 1: grazing heights were 15, 25 or 35 cm. Exp. 2: (1) short height (15 cm) and high supplementation (0.6 % of BW of a supplement (SHHS), (2) moderate height (25 cm) and moderate supplementation (0.3 % of BW of a supplement (MHMS), or tall height (35 cm) without additional supplementation (THWS). The experimental design was completely randomized In the Exp. 1, the ADG increased linearly with increasing grazing height (P = 0.02), the opposite were observed in the GPH (P < 0.01), and the CH4/animal/day was not alter by treatments (P = 0.64). In the Exp. 2, the ADG was not altering by treatments (P = 0.14), but the SHHS treatment showed higher GPH (P < 0.01), lower CH4/animal/day (P < 0.01), lower CH4/metabolizable energy intake (P = 0,002), and CH4/GMD (P < 0.01). In the dry season, it were evaluated the effects of growth system on ADG, BW, weight and carcass yield in finishing period on grasslands with supplementation (1 kg/100 kg BW) (experimental unit = lot of three bulls; n = 9), or feedlot (experimental unit = individual stalls; n = 27). The grazing systems at growth phase during the wet season exhibited no effects on the studied variables (P ≥ 0.09) on finishing phase during the dry season. The forage resources on growth phase during the wet season allowed greatest production efficiency compared to finishing phase during the dry season in both finishing systems, exhibiting greatest BW gain until the slaughter time, expending less supplements costs. The growth ... / Doutor

Orientador: Ana Cláudia Ruggieri / Banca: Carlos Eduardo Pellegrino Cerri / Banca: Patrícia Perondi Anchão de Oliveira / Banca: Ricardo Andrade Reis / Banca: Mara Cristina Pessoa da Cruz / Resumo: Metano (CH4) e óxido nitroso (N2O) são dois dos mais importantes gases de efeito estufa emitidos pela pecuária. Eles são produzidos pelas excretas dos animais e fertilizantes. No Brasil, a quantidade emitida destes gases e opções para mitigação foram pouco exploradas. Uma sequência de 4 experimentos foram realizados em campo (em duas estações chuvosas e duas secas, 106 dias de duração cada) com o objetivo de quantificar as emissões de N2O e CH4, volatilização de NH3 e o fator de emissão (FE) quando aplicadas fezes, urina, fezes + urina e fertilizante ureia em Latossolo Vermelho cultivado com capim-marandu. Investigou-se o efeito da umidade do solo e compactação, composição da urina, volume urinário, e adição de fezes sobre as emissões de N2O em um Latossolo recebendo urina manipulada em condições controladas, bem como nas emissões de CH4. Como opção para mitigar as emissões de gases de efeito estufa (GEE) foram estudadas as variáveis como as alturas de pastejo que afetam a magnitude das emissões de GEE; a influência estacional na produção e consumo dos GEE; quais são as variáveis chaves associadas com as emissões de GEE em pastagens de capim-marandu. Adicionalmente, investigou se o efeito dietético dos níveis do sal mineral na concentração de N na urina, o volume urinário, a proporção dos compostos nitrogenados na urina e a concentração de N nas fezes em condições de campo. Os FEs de N2O quantificados diferiram de acordo com a excreta e estação do ano. O FEs foram 2,34%, 4.26% e 3,95% na estação chuvosa e 3.00%, 1.35% e 1.59% na estação seca, respectivamente, para fezes, urina e fezes + urina. O FE do fertilizante ureia foi 0,37%. As emissões médias do CH4 acumuladas foram 99,72, 7,82 e 28,64 (mg C-CH4 m2) para fezes, urina e fezes + urina nesta sequência. Quando manipuladas as condições do solo como umidade, compactação e adição de... / Abstract: CH4 and N2O are two of the most important greenhouse gas emitted by livestock. They are produced from animal excretes and the fertilizer. In Brazil the amount and options to mitigate these gases are little explored. We carried out a sequence of 4 field-trials (two rainy and two dry season, 106 days each) aimed to quantify the N2O and CH4 emissions, NH3 volatilization and emission factor (EF) after application of dung, urine, dung + urine and urea fertilizer on a Ferralsol of a marandu palisade-grass pastureland of Brazil. We aimed to investigate the effects of soil moisture, soil compaction, urine composition, urine volume, and dung addition on N2O emission from a urine-treated tropical Ferralsol under controlled conditions as well on CH4 emission. As option to mitigate greenhouse gas (GHG) emissions we studied how grazing heights affect the magnitude of GHG emissions; how season influence GHG production and consumption; what are the key driving variables associated with GHG emissions. Additionally, we investigated the effect of dietary mineral salt levels on urine-N concentration, urine volume, the proportion of N compounds in the urine and faeces-N concentration under field conditions. The emissions factor (EF) calculated differed according excretes and season. The EFs were 2.34%, 4.26% and 3.95% in the rainy season and 3.00%, 1.35% and 1.59% in the dry season, respectively, for the dung patches, urine patches and dung + urine. The N2O EF from urea was 0.37%. The averages of CH4 accumulated emissions were 99.72, 7.82 and 28.64 (mg CH4-C m2) for dung, urine and dung + urine in this sequence. The manipulated soil conditions moisture content, compaction, and dung addition affected N2O emissions when varying quantities of urine-N were applied (in equal urine volumes) being higher when added dung and did not affect when varying urine volumes were applied (containing equal quantities of urine-N) ... / Doutor

Catalytic reforming of hydrocarbons or other organic species is a technology usually employed in either improving traditional energy sources or producing alternative energy sources. Amongst the technologies employed in improving traditional energy sources, one can include catalytic reforming of petrochemical naphtha. Although being also employed to produce hydrogen, the main goal of this reforming is to transform naphthenic compounds and paraffins in branched-chain isoparaffins and aromatic compounds, used to produce polymers and to increase gasoline octane rating. When the reforming processes are applied to produce alternative energy sources, attention has mostly been given to hydrogen production. Hydrogen is mainly produced from non-renewable fossil fuels, especially by means of steam catalytic reforming of methane, main component of natural gas, and in refineries, through oxidative reforming of higher hydrocarbons. More recently, hydrogen production from catalytic reforming of ethanol has also been studied. It has the advantage of reduced carbon dioxide emission, easiness of storage and distribution of ethanol and a higher yield of hydrogen. The composition of the reformate is very dependent on the variables involved in the process, such as pressure, temperature and reactant feed ratios. The effect of these variables can be studied by means of definition and analysis of some performance parameters such as conversion, yield, selectivity, coke deposition and others. Usually, the first step for this type of investigation is the accomplishment of a thermodynamic analysis for each process through methods of Gibbs free energy minimization. These methods result in non-linear algebraic equation systems, solved numerically with the aid of appropriated software. In this work, a Lagrange Multipliers method based thermodynamic analysis is conducted for the oxidative and autothermal reforming of methane; steam, dry, oxidative and autothermal reforming of ethanol; and naphtha reforming. The main goals of this work are to determine the linearly independent reactions which represent the chemical equilibrium of each reforming system and to foresee the best conditions in which each reaction system should be operated to reach specific goals. To validate the simulations, the results are compared with experimental and simulation data specific of chemical equilibrium. The set of linearly independent reactions of each reforming system was determined and validated through mole balances for each species involved in the process. Ethanol reforming systems showed higher hydrogen yields compared to those of methane reforming. Among all methane reforming systems, oxidative reforming showed the higher yield, with a value of 200%, for a temperature of 1273 K, atmospheric pressure, without feeding oxygen. For ethanol reforming systems, the higher hydrogen yield, with a value of 479%, was obtained for steam reforming in a temperature of 1110 K, 1 atm of pressure and H2O/C2H5OH feed ratio equal to 6. Among the methane reforming systems, autothermal reforming deposited the lesser amount of coke (0,03 moles). Concerning the ethanol reforming systems, autothermal reforming also deposited the lesser amount of coke, with a value of 0,02 moles. For naphtha reforming, it was verified that hydrogen and methane are the most abundant species constituting the reformate. Carbon formation increased a lot when increasing the operational temperature, but it was possible to decrease it in the same magnitude increasing the operational pressure and the H2/Naphtha feed ratio. To increase the aromatics yield, it was necessary to raise both the temperature and the pressure. The resolution of the non-linear algebraic equation systems was carried out with the open-source software Scilab. / A reforma catalítica de hidrocarbonetos ou de outras substâncias orgânicas é uma tecnologia frequentemente utilizada no aprimoramento das fontes de energia tradicionais ou na produção de fontes de energia alternativas. Dentre as tecnologias utilizadas para o aprimoramento das fontes de energia tradicionais está a reforma catalítica da nafta petroquímica. Apesar de poder ser utilizada para produzir hidrogênio, o objetivo principal desta reforma é transformar compostos naftênicos e parafinas em isoparafinas de cadeia ramificada e compostos aromáticos, utilizados para produzir polímeros e aumentar a octanagem da gasolina. No caso em que os processos de reforma são aplicados à produção de fontes de energia alternativa, tem-se dirigido bastante atenção à produção de hidrogênio. A maior parte do hidrogênio é atualmente produzida a partir de combustíveis fósseis, particularmente pela reforma catalítica a vapor do metano, principal componente do gás natural, e em refinarias, pela reforma oxidativa de hidrocarbonetos mais pesados. Mais recentemente, tem-se estudado a produção de hidrogênio a partir da reforma catalítica do etanol. Esta última apresenta a vantagem da diminuição das emissões de dióxido de carbono, além de facilidade de armazenamento e distribuição do etanol e um rendimento maior para o hidrogênio produzido. A composição do reformado é extremamente dependente das variáveis envolvidas no processo, tais como temperatura, pressão e razão de alimentação dos reagentes. Os efeitos destas variáveis podem então ser estudados a partir da definição e análise de parâmetros de desempenho, tais como a conversão, rendimento, seletividade, deposição de carbono na forma de coque, entre outros. Usualmente, a primeira etapa deste tipo de investigação é a realização de uma análise termodinâmica através de métodos de minimização da energia livre de Gibbs. Estes métodos resultam em sistemas de equações algébricas nãolineares, resolvidos numericamente em softwares apropriados. Neste trabalho, são conduzidas análises termodinâmicas das reações de reforma oxidativa e autotérmica do metano, das reformas a vapor, seca, oxidativa e autotérmica do etanol, e da reforma da nafta, baseadas no método dos Multiplicadores de Lagrange. Têm-se como objetivos principais a determinação das reações linearmente independentes que representam o equilíbrio termodinâmico de cada reforma e prever as melhores condições nas quais cada sistema reacional deve ser operado para alcançar objetivos específicos. Para a validação, os resultados são comparados com dados experimentais e/ou de simulação, específicos de equilíbrio termodinâmico, publicados na literatura. O conjunto de reações linearmente independentes referentes a cada sistema foi determinado e validado através de balanços molares para as espécies. Os sistemas de reforma do etanol apresentaram rendimentos para o hidrogênio superiores aos sistemas de reforma do metano. Entre as reformas do metano, a reforma oxidativa apresentou o maior rendimento, com um valor de 200%, para uma temperatura de 1273 K, pressão de 1 atm, sem haver alimentação de oxigênio. Entre as reformas do etanol, o máximo rendimento para o hidrogênio, no valor de 479%, foi obtido para a reforma a vapor em uma temperatura de 1110 K, pressão de 1 atm e razão H2O/C2H5OH igual a 6. Entre as reformas do metano, a reforma autotérmica apresentou a menor deposição de carbono, ou seja, 0,03 mols. Entre as reformas do etanol, a reforma autotérmica também apresentou a menor deposição de carbono, no valor de 0,02 mols. Para a reforma da nafta, verificou-se que as espécies formadas em maior quantidade são o hidrogênio e o metano. A deposição de carbono aumentou bastante com o aumento da temperatura, mas foi possível diminuí-la na mesma magnitude com o aumento da pressão e da razão H2/Nafta na alimentação. Para aumentar o rendimento dos aromáticos, foi preciso aumentar tanto a temperatura quanto a pressão. A resolução do sistema de equações não-lineares foi feita no software livre Scilab. / Mestre em Engenharia Química

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:17Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2007-12-07Bitstream added on 2014-06-13T19:00:03Z : No. of bitstreams: 1 orricojunior_map_me_jabo.pdf: 281221 bytes, checksum: 2c325b10cba0fe68b61c6d0c2fa24e33 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Avaliar o processo de biodigestão anaeróbia utilizando dejetos de suínos, com separação da fração sólida (CSFS) e sem separação da fração sólida (SSFS), considerando-se diferentes tempos de retenção hidráulica (TRH) e promover a compostagem da fração sólida retida na peneira foram os objetivos deste projeto. O ensaio de biodigestão anaeróbia foi desenvolvido em duas fases: A primeira fase consistiu no abastecimento de biodigestores tubulares semi-contínuos SSFS e CSFS manejados com TRH de 36, 29, 22 e 15 dias. Nesta fase, o material retido na separação da fração sólida foi submetido ao processo de compostagem. Na segunda fase do ensaio de biodigestão anaeróbia foi utilizado como substrato o efluente gerado na primeira fase, com o intuito de avaliar o potencial remanescente de produção de biogás. Durante a compostagem da fração sólida da água residuária de suinocultura, foram avaliada a temperatura, redução de sólidos totais (ST), sólidos voláteis (SV) número mais provável (NMP) de coliformes totais (CT) e fecais (CF) e volume, além da qualidade do composto. Os biodigestores CSFS e com maior TRH apresentaram os maiores potenciais de produção de biogás e metano e consequentemente foram os que tiveram os menores potenciais de produção de gás remanescente. Foram encontrados potenciais de produção de 0,664 e 0,890 m3 metano/kg de SV para SSFS e CSFS respectivamente, com TRH de 15 dias, o que demonstrou uma eficiência de 34% na conversão de matéria orgânica em metano. Entretanto ao avaliar o remanescente as posições se inverteram sendo encontrado potenciais de 0,385 e 0,117 m3 metano/kg de SV respectivamente, para SSFS e CSFS no TRH de 15 dias. A compostagem da fração sólida se mostrou um bom substrato para o processo apresentando uma redução 71 % de ST e 100% para CT e CF. / Evaluate the anaerobic digestion process using swine manure, with and without solid fraction separation (WSFS and WOSFS, respectively), considered different times of hydraulic retention and promoted the solid fraction retained in the sieve composting were objectives this work. The anaerobic digestion experiment was developed in two phases: The first phase consisted of the provisioning semicontinuous biodigestors with swine wastewater, WSFS and WOSFS maintained with 36, 29, 22 and 15 days of hydraulic retention. In this phase, the material retained in the separation of the solid fraction was submitted to composting process. In the second phase of anaerobic digestion was used as substratum the effluent produced in the first phase, aimed evaluate the remainder biogas potential production. During the composting of the solid fraction of swine wastewater, the temperature, reduction of total solids (TS), most probable number (MPN) of total coliforms (TC) and fecal coliforms (FC), volume and compost quality was evaluated. The larger biogas and methane potential production was presented by biodigestors WSFS, in larger HTR, and consequently presented the smallest remaining biogas potentials of production. Was verified methane potential production of 0.664 and 0.890 m³ methane/kg of volatile solids (VS), for WSFS and WOSFS respectively, with 15 days of HTR, demonstrated 34% efficiency in the conversion of organic matter to methane. However when evaluating the remainder methane potential production was observed 0.385 and 0.117 m³ methane/kg of VS for WSFS and WOSFS, with 15 days of HTR. The composting of solid fraction demonstrated is a good substratum for the process presenting a reduction 71% of TS and 100% for TC and FC.

Neste trabalho, objetivou-se investigar a síntese e a caracterização de catalisadores tendo como suporte esferas de alumina (Al2O3) impregnadas com céria e zircônia (CeO2 - ZrO2) aplicados na combustão de metano, a fim de avaliar sua capacidade de reduzir a emissão de compostos nitrogenados e monóxido de carbono. No processo experimental, a preparação do suporte de alumina ocorreu pelo método sol-gel a partir de uma solução de alimentação rica em alumínio. Na etapa de impregnação do suporte, os catalisadores CeO2-ZrO2 foram impregnados utilizando-se uma solução aquosa contendo nitratos de cério e zircônio. As amostras resultantes foram tratadas termicamente a 600 e 700°C com taxa de aquecimento de 2 °C/min, por 2 horas. Antes e após a impregnação, os materiais sintetizados foram caracterizados por microscopia eletrônica de varredura (MEV), análise termogravimétrica (ATG), determinação da área superficial utilizando o método Brunauer-Emmet-Teller (BET), sua área superficial específica (ASE) e microporosidade foram analisadas através de isotermas de adsorção/dessorção e, determinaram-se as fases cristalinas presentes por difração de raios X (DRX) e espectroscopia de dispersão de elétrons (EDS). Resultados indicam que houve impregnação da superfície das esferas de alumina pelos catalisadores. A área superficial específica das esferas variou entre 200 e 240 m2g-1. A atividade catalítica dos suportes impregnados foi significativa, principalmente para as amostras impregnadas com 10 e 30 mol% de Zr e tratadas termicamente a 700 °C. / In this context, this study aimed to investigate the synthesis and characterization of catalysts, using as support alumina (Al2O3) spheres and ceria impregnated with zirconia (CeO2-ZrO2) applied in the combustion of methane, in order to evaluate its ability to reduce the emission of nitrogen compounds and carbon monoxide. In the experimental procedure, the preparation of the alumina support was made by sol-gel method from a feed solution rich in aluminum. In the impregnation stage, CeO2-ZrO2 catalysts were impregnated using an aqueous solution containing cerium and zirconium nitrate and then heat treated. The resulting samples were heat treated at 600 to 700 ° C with heating rate of 2 ° C / min. for 2 hours. The synthesized materials was characterized, before and after the impregnation, by scanning electron microscopy (MEV), thermogravimetric analysis (TGA), specific surface area (ASE) and microporosity were analyzed by isothermal adsorption/desorption, the crystalline phases were determined by X-ray diffraction (DRX) and dispersion spectroscopy electrons (EDS). The results indicate that there was a good impregnation of the surface of alumina spheres by the catalysts. The surface area of the spheres ranged from 200 to 240 m2g-1. The catalytic activity of the impregnated supports was significant, especially for samples impregnated with 10 and 30 mol% Zr and annealed at 700 °C.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Agronomia e Medicina Veterinária, 2012. / Submitted by Elna Araújo (elna@bce.unb.br) on 2012-06-23T00:37:24Z No. of bitstreams: 1 2012_LincolnNunesOliveira.pdf: 855269 bytes, checksum: 70ba33dc84951bdc711fdc9ec8447ab2 (MD5) / Approved for entry into archive by Jaqueline Ferreira de Souza(jaquefs.braz@gmail.com) on 2012-06-25T12:16:30Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_LincolnNunesOliveira.pdf: 855269 bytes, checksum: 70ba33dc84951bdc711fdc9ec8447ab2 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-06-25T12:16:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_LincolnNunesOliveira.pdf: 855269 bytes, checksum: 70ba33dc84951bdc711fdc9ec8447ab2 (MD5) / Considerando o potencial forrageiro dos resíduos da bananicultura e a necessidade de prover alternativas para alimentação dos ruminantes em períodos de escassez de pastagens, objetivou-se com este estudo avaliar o valor nutricional e a cinética de fermentação ruminal, comparando-se inóculos ovinos e bovinos, dos seguintes substratos: fenos de folhas de bananeiras (FL), de pseudocaules de bananeiras (PS) e de coast-cross (CC), e níveis de inclusão de 50% de feno de folhas ou de pseudocaules de bananeiras ao feno de coast-cross (FLCC e PSCC). Além de características químico-bromatológicas, determinou-se a produção cumulativa de gases, o potencial de emissão de metano, a degradabilidade ruminal e a presença de taninos. Cada substrato contou com três repetições por inóculo, sendo ainda utilizadas seis réplicas para avaliar a degradabilidade da matéria seca (DMS) e calcular a degradabilidade efetiva (DEF). Com 24 e 48 horas após a incubação dos substratos procedeu-se a coleta e armazenamento do gás para avaliar a concentração de metano por cromatografia gasosa. O delineamento experimental utilizado foi inteiramente casualizado, em arranjo fatorial 5 x 2, com os fatores representados pelos substratos e inóculos. Os dados referentes à produção cumulativa de gases, DMS e volume de metano produzido por grama de matéria seca degradada, em diferentes períodos, foram submetidos à análise de variância e as médias comparadas pelo teste de Tukey a 5% de significância, por meio do software SAS, sendo os parâmetros da cinética de fermentação ainda ajustados ao modelo de France. O feno de folhas de bananeiras apresentou o maior teor de proteína bruta (13,8%), enquanto que no feno de pseudocaules de bananeiras esse nutriente esteve em baixa concentração (3,5%). Apesar do baixo nível protéico, o substrato PS apresentou melhor qualidade da fração fibrosa, com menores valores de FDN (64,6%) e FDA (36,2%) e elevada proporção de carboidratos não fibrosos (28,4%), quando comparado ao feno de coast-cross (FDN = 77,8%; FDA = 45,1%; e CNF = 13,3%). As maiores produções cumulativas de gases foram verificadas para o PS, refletindo a sua maior DEF (76,3%). Esse substrato apresentou também as maiores emissões de metano, enquanto os menores valores foram observados para FL, FLCC e CC. A substituição de 50% de feno de coast-cross pelo feno de folhas ou de pseudocaules de bananeiras melhorou a qualidade fermentativa daquele substrato, sendo observado incremento de 22,9% a 36,0% na degradabilidade efetiva e de 11,9% a 59,1% no potencial máximo de produção de gases. As folhas e pseudocaules de bananeiras possuem características nutricionais que permitem seu uso como volumoso alternativo na alimentação de ruminantes, sendo que a inclusão de 50% de fenos de folhas ou de pseudocaules de bananeiras pode promover uma melhora do padrão de fermentação ruminal em dietas a base de gramíneas. __________________________________________________________________________________ ABTRACT / Considering the forage potential of banana crop residues and the necessity to provide alternatives for ruminant feed in times of shortage of pasture, aimed with this study to evaluate the nutritional value and the rumen fermentation kinetics, comparing inoculum from sheep and cattle, of the substrates: hays of banana leaves (BL), banana pseudostem (BP) and coast-cross (CC), and inclusion levels of 50% banana leaves or pseudostem hays to coast-cross hay (BLCC and BPCC). In addition to chemical analysis, was determined the cumulative gas production, the methane emission potential, ruminal degradability and the presence of tannins. Each sample included three repetitions per inoculum, with six replicates to evaluate the dry matter degradability and estimate the effective degradability (ED). After 24 and 48 hours of fermentation the gas was collected and storage to evaluate the methane concentration using gas chromatograph. The experimental design was completely randomized in 5 x 2 factorial, with the factors represented by substrates and inoculum. Data for cumulative gas production, degradability and volume of methane produced per gram of dry matter degraded at different periods, were subjected to variance analysis and the means was compared by Tukey test at 5% significance level using the SAS software, and the fermentation kinetics parameters was estimated using the France model. The BL had the highest crude protein content (13.8%), while in BP this nutrient level was lower (3.5%). Despite the low protein level, the BP substrate had a high quality of fiber, with small values of neutral detergent fiber (64.6%) and acid detergent fiber (36.2%) and high proportion of non-fibrous carbohydrates (28.4%), when compared to the coast-cross hay (NDF = 77,8%; ADF = 45,1%; e NFC = 13,3%). The highest cumulative gas production were observed for BP, reflecting their greater ED (76.3%). This substrate also showed the largest emissions of methane, while the lowest values were observed for BL, BLCC and CC. The replacement of 50% coast-cross hay by banana leaves or banana pseudostem hay improved the fermentation quality of that substrate, being observed an increase of 22.9-36.0% in the effective degradability and 11.9-59.1% in the maximum gas production potential. The banana leaves and pseudostem have nutritional characteristics that allow its use as alternative forage in ruminant feed, and the inclusion of 50% of banana leaves or banana pseudostem hay can improve the standard of ruminal fermentation in diets based on grasses.

A decomposição de resíduos sólidos urbanos em aterros sanitários é uma fonte importante de metano para a atmosfera. Este gás tem uma contribuição significativamente maior que o dióxido de carbono na retenção do calor na atmosfera e no consequente aquecimento global (efeito estufa). A oxidação biológica do metano nos sistemas de cobertura de aterros é uma alternativa para a diminuição das emissões fugitivas deste gás. Esse processo ocorre pela atividade microbiana em ambientes nos quais estão disponíveis metano, oxigênio e bactérias metanotróficas. O potencial de oxidação de metano nas camadas de cobertura de aterros de resíduos sólidos urbanos (RSU) pode ser favorecido pela criação de condições ambientais propícias. Este trabalho propõe uma metodologia para monitoramento e quantificação da oxidação do metano, a fim de avaliar o desempenho de diferentes materiais para coberturas oxidativas, levando-se em conta os aspectos climáticos. Foram avaliados dois sistemas de coberturas por meio de biofiltros. Estes biofiltros foram instalados no aterro DELTA A da cidade de Campinas, utilizando como fonte de metano um poço de captação de biogás do aterro. Foram utilizados dois tipos de materiais, um com resíduo de construção e demolição (RCD) e outro com areia natural, os dois misturados a composto orgânico maduro. Foram monitorados ao longo de 20 meses os perfis de concentração dos gases (metano, dióxido de carbono e oxigênio) e os fatores meteorológicos (pressão atmosférica, temperatura e precipitação). O estudo demonstrou que as duas misturas utilizadas podem oxidar o metano e que o fluxo de metano é controlado pela permeabilidade ao gás e este fluxo condiciona o percentual de oxidação. O valor máximo de oxidação obtido foi de cerca de 10 kg de CH4/m²dia. O estudo propõe, ainda, uma metodologia para quantificação da oxidação do metano que toma como base as medições de concentração ao longo do perfil da camada e a vazão oxidada. / The decomposition of solid waste in landfills is a major source of methane to the atmosphere. This gas contributes more than carbon dioxide to heat trapping in the atmosphere and to the consequent global warming (greenhouse effect). The biological oxidation of methane in landfill cover systems is an alternative to reduce fugitive gas emissions. This process occurs by microbial activity in environments where methane, oxygen and methanotrophic bacteria are available. The methane oxidation in urban landfill cover systems can be improved by the creation of favorable environment conditions. A methodology for monitoring and quantification of methane oxidation is proposed, to evaluate the performance of different materials for oxidative cover, taking into account the climatic aspects. We evaluated two biofilter cover systems installed at Delta A landfill located in the city of Campinas (SP). The gas collection system well was used as methane source. Two different materials were tested: (1) construction and demolition waste and (2) natural quartz sand, both mixed with organic mature compost. The methane, carbon dioxide and oxygen concentration profiles and meteorological factors (atmospheric pressure, temperature and precipitation) were monitored over 20 months. The two materials were capable of oxidizing methane. Methane oxidation was affected by flow rate through the cover system, and therefore by the material gas permeability. The maximum methane oxidation rate was approximately 10 kg CH4/m².day. A methodology is proposed for quantifying methane oxidation based on measurements of methane concentration and flow rate in the upper part of the biofilter.

Os ovinos apresentam grande potencial de aproveitamento de produtos que não seriam empregados na alimentação de animais monogástricos. Dentre esses produtos estão os coprodutos da cadeia do biodiesel. Porém os ruminantes produzem metano durante o processo digestivo, um dos gases de efeito estufa. O objetivo deste trabalho foi avaliar o farelo de algodão e a glicerina bruta na alimentação de ovinos em substituição ao farelo de soja e do milho. Neste trabalho foram realizados três experimentos. O primeiro foi realizado ensaio in vitro de produção de gases e de degradabilidade da matéria orgânica para avaliar dietas com feno de Tifton (70%) e concentrado (30%) com milho e farelo de soja. As dietas experimentais foram elaboradas substituindo-se o farelo de soja pelo farelo de algodão e o milho por glicerina bruta nos níveis de 25, 50, 75 e 100%, totalizando 25 dietas. Como resultado, foi encontrada redução na produção de gases com o aumento na proporção de farelo de algodão, além do aumento na produção de gases até 75% de glicerina bruta, sendo que acima deste nível houve redução na produção de gases. Para a degradabilidade das dietas, houve aumento com a substituição de até 50% de farelo de algodão. Quanto à produção de metano, houve aumento de acordo com o aumento nos níveis de glicerina, não sendo influenciada pela presença de farelo de algodão. Com os resultados deste primeiro experimento, foram selecionadas dez dietas que apresentaram maiores valores de degradabilidade e menor produção de metano, as quais foram utilizadas nos ensaios in vitro de degradabilidade e digestibilidade pós ruminal da proteína; bem como a quantificação dos ácidos graxos de cadeia curta (AGCC) produzidos no ensaio de produção de gases. Para os resultados de degradabilidade da proteína foi observado que a adição de glicerina bruta promoveu redução, enquanto que para a digestibilidade da proteína pós-rúmen, a presença de glicerina bruta não teve efeito. Para os AGCC se observou aumento na produção de propionato e redução na de acetato, em relação à adição de glicerina bruta. Após os dois ensaios, foram selecionadas cinco dietas que apresentaram os melhores resultados de degradabilidade in vitro para estimar a síntese microbiana in vitro. Não foram observadas diferenças entre as dietas testadas para síntese microbiana. De acordo com os resultados dos ensaios in vitro, foram selecionadas duas dietas que apresentaram os melhores resultados para a digestibilidade da proteína e da matéria orgânica, bem como para a produção de metano. Foram realizados dois ensaios, o primeiro com 15 animais e o segundo com 6 animais. Como resultados foram observados redução na digestibilidade da fibra em detergente neutro e da proteína bruta para as dietas testadas. Quanto à concentração de AGCC in vivo, houve redução na concentração de acetato e aumento na de propionato. A produção de metano in vivo foi menor nos animais que receberam as dietas testadas. Como conclusão pode-se afirmar que tanto o farelo de algodão como a glicerina bruta podem substituir os ingredientes tradicionais farelo de soja e milho na dieta para ruminantes / Sheep have great potential for using products that usually would not be used in feeding of monogastric animals. Among these products are the byproducts of the biodiesel chain. However ruminants produce methane during the digestive process, one of the greenhouse gases. The aim of this study was to evaluate the cottonseed meal and crude glycerin in diets for sheep to replace soybean meal and corn respectively. This work was carried out in three experiments. The first trial was an in vitro gas production and organic matter degradability assay for evaluating diets with 70% Tifton hay and 30% concentrate (soybean meal and corn). The experimental diets were formulated by replacing soybean meal by cottonseed meal and corn by crude glycerin at levels of 25, 50, 75 and 100%, totaling 25 diets. As results, it was observed a decreased in the gas production with the increase in the proportion of cottonseed meal, and it was also observed an increase when crude glycerin was increased up to 75%, and above this level, there was a reduction in the gases production. For degradability, it was increased with the replacement of up to 50% of cottonseed meal. Methane production was increased in accordance with increasing levels of glycerin, and it was not influenced by the presence of cottonseed meal. After this experiment, it was selected ten diets which showed higher degradability and lower methane production, and then they were used for in vitro degradability and post ruminal digestibility of protein tests, as well as the quantification of short-chain fatty acids (SCFA) produced during the gas test. The result of degradability of the protein was observed that the addition of crude glycerin caused a reduction in degradability of the diets; as for the digestibility of protein post-rumen, the presence of crude glycerin did not affect digestibility, whereas the highest values were observed in the diets which had lower degradability. SCFA quantification showed an increase in propionate production and decreased in acetate production as reflecting the addition of crude glycerin. After the two tests, it was selected five diets in order to evaluate its potential for in vitro microbial synthesis; with no differences observed among the tested diets. According to the results from the in vitro assays, it was selected two diets which showed best results for digestibility of protein and organic matter as well as methane production. These two diets were used to conduct an in vivo digestibility trial and quantification of enteric methane production. Two experiments were conducted, the first with 15 animals and the second with 6 animals. As results, it was observed reduction in neutral detergent fiber and crude protein digestibility for the tested diets. As for the concentration of SCFA in vivo, reduction in the acetate concentration with increase in propionate concentrations was observed. For methane production in vivo, there was a reduction in methane production by animals fed the tested diets. As a conclusion, it can be stated that both the cottonseed meal and crude glycerin can replace the traditional ingredients soybean meal and corn in diets for ruminants

Neste trabalho, objetivou-se investigar a síntese e a caracterização de catalisadores tendo como suporte esferas de alumina (Al2O3) impregnadas com céria e zircônia (CeO2 - ZrO2) aplicados na combustão de metano, a fim de avaliar sua capacidade de reduzir a emissão de compostos nitrogenados e monóxido de carbono. No processo experimental, a preparação do suporte de alumina ocorreu pelo método sol-gel a partir de uma solução de alimentação rica em alumínio. Na etapa de impregnação do suporte, os catalisadores CeO2-ZrO2 foram impregnados utilizando-se uma solução aquosa contendo nitratos de cério e zircônio. As amostras resultantes foram tratadas termicamente a 600 e 700°C com taxa de aquecimento de 2 °C/min, por 2 horas. Antes e após a impregnação, os materiais sintetizados foram caracterizados por microscopia eletrônica de varredura (MEV), análise termogravimétrica (ATG), determinação da área superficial utilizando o método Brunauer-Emmet-Teller (BET), sua área superficial específica (ASE) e microporosidade foram analisadas através de isotermas de adsorção/dessorção e, determinaram-se as fases cristalinas presentes por difração de raios X (DRX) e espectroscopia de dispersão de elétrons (EDS). Resultados indicam que houve impregnação da superfície das esferas de alumina pelos catalisadores. A área superficial específica das esferas variou entre 200 e 240 m2g-1. A atividade catalítica dos suportes impregnados foi significativa, principalmente para as amostras impregnadas com 10 e 30 mol% de Zr e tratadas termicamente a 700 °C. / In this context, this study aimed to investigate the synthesis and characterization of catalysts, using as support alumina (Al2O3) spheres and ceria impregnated with zirconia (CeO2-ZrO2) applied in the combustion of methane, in order to evaluate its ability to reduce the emission of nitrogen compounds and carbon monoxide. In the experimental procedure, the preparation of the alumina support was made by sol-gel method from a feed solution rich in aluminum. In the impregnation stage, CeO2-ZrO2 catalysts were impregnated using an aqueous solution containing cerium and zirconium nitrate and then heat treated. The resulting samples were heat treated at 600 to 700 ° C with heating rate of 2 ° C / min. for 2 hours. The synthesized materials was characterized, before and after the impregnation, by scanning electron microscopy (MEV), thermogravimetric analysis (TGA), specific surface area (ASE) and microporosity were analyzed by isothermal adsorption/desorption, the crystalline phases were determined by X-ray diffraction (DRX) and dispersion spectroscopy electrons (EDS). The results indicate that there was a good impregnation of the surface of alumina spheres by the catalysts. The surface area of the spheres ranged from 200 to 240 m2g-1. The catalytic activity of the impregnated supports was significant, especially for samples impregnated with 10 and 30 mol% Zr and annealed at 700 °C.