Submitted by Maria Medeiros (maria.dilva1@ufcg.edu.br) on 2018-06-06T12:27:05Z No. of bitstreams: 1 ALBERTO BRANDÃO TORRES NETO - TESE (PPGEQ) 2015.pdf: 1786888 bytes, checksum: d93a46d60c6d2323451d80eaecb9a9f7 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-06T12:27:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ALBERTO BRANDÃO TORRES NETO - TESE (PPGEQ) 2015.pdf: 1786888 bytes, checksum: d93a46d60c6d2323451d80eaecb9a9f7 (MD5) Previous issue date: 2015-04-30 / Capes / A busca por alternativas à produção de etanol para atender a atual demanda faz surgir como matérias-primas alternativas ao caldo de cana-de-açúcar (etanol de 1ª geração), os materiais lignocelulósicos (etanol de 2ª geração), que apresentam em sua composição celulose, hemicelulose e lignina que podem ser convertidos, por meio de processos químicos e bioquímicos (hidrólises ácida e enzimática) em açúcares fermentáveis e, posteriormente, nesse biocombustível. Como material lignocelulósico surge-se a palma forrageira, uma cultura amplamente difundida, de fácil manejo e cultivada em todos os períodos do ano. Desta forma, o objetivo deste trabalho foi estudar os processos de hidrólises ácida/enzimática da palma forrageira para a sacarificação da celulose visando a produção de etanol, caracterizando-a físico-quimicamente/morfologicamente, além de realizar os processos químicos e bioquímicos da conversão da celulose, como também da hemicelulose em açúcares diretamente fermentáveis, verificando, por meio da metodologia de planejamento experimental, a influência das variáveis temperatura, concentração de ácido sulfúrico e relação massa seca de palma/ácido (hidrólise ácida) sobre concentração de glicose, como também a carga enzimática, bem como a relação massa seca de palma/extrato (hidrólise enzimática) sobre o rendimento de conversão da celulose em glicose, finalizando com a fermentação do licor hidrolisado obtido nas melhores condições do planejamento, determinando assim, os parâmetros do processo. Os resultados obtidos mostraram que a palma apresenta uma boa composição de celulose (37,34%) comparada a outros materiais estudados e baixos teores de hemicelulose (10,88%) e lignina (3,36%), dispensando-se assim, a realização de um pré-tratamento à hidrólise deste material. Os baixos teores de hemicelulose e lignina também puderam ser verificados por meio da Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) que demonstraram um grau de desordem acentuado para a palma forrageira. Os modelos estatísticos obtidos para as hidrólises ácida/enzimática foram estatisticamente significativos ao nível de 95% de confiança, mostrando que, para hidrólise ácida, aumentando-se a concentração de ácido, diminuindo-se a relação massa seca de palma/ácido obtém-se concentrações de glicose no licor acima de 7500 mg/L, enquanto para a hidrólise enzimática, aumentando-se a carga enzimática e diminuindo-se a relação massa seca de palma/extrato obtém-se rendimentos de conversão maiores que 60%. Os parâmetros fermentativos do hidrolisado calculados mostraram que a palma forrageira apresenta-se como fonte potencial à produção de etanol, com conversão dos açúcares fermentáveis em torno de 98%. / The pursuit for alternatives to ethanol production in order to meet the current demand raises as raw materials, besides the sugarcane broth (first generation ethanol), the lignocellulosic materials (second generation ethanol), which have in their composition cellulose, hemicellulose and lignin, that through chemicals and biochemical processes (acid and enzymatic hydrolysis) can be converted into fermentable sugar and, after, into biofuel. As an example the lignocellulosic material, there is the cactus pear, with a widespread cropping of easy handling and cultivated in all periods of the year. Therefore, the main goal of this paper was to study the cactus pear process of acid/enzymatic hydrolysis for cellulose saccharification aiming ethanol production, characterizing it physic chemically and morphologically, besides perform chemical and biochemical processes of cellulose conversion, as well for the hemicelulose into directly fermentable sugars, verifying by the experimental design, the influence of the variables: temperature and sulfuric acid concentrations and the relation dry mass of cactus pear/acid concentration (acid hydrolysis) over the glucose concentration. It was also studied the enzyme load and the relation dry mass of cactus pear/extract (enzymatic hydrolysis) over the conversion of cellulose into glucose efficiency, ending with the fermentation of the hydrolyzed liquor, gathered in the best experimental design conditions, setting then the process parameters. The results indicated that the cactus pear presents a considerable cellulose content (37.34%) compared to other studied sources and low contents of hemicellulose (10.88%) and lignin (3.36%), dismissing the execution of a pre-treatment in this material. The low contents of hemicellulose and lignin also were verified by the Scanning Electron Microscopy (SEM), which shows a high disorder level for the cactus pear. The statistic models obtained for the acid and enzymatic hydrolysis were statically significant with 95% reliability. The results showed that, for the acid hydrolysis, raising the acid concentration and lowering the relation dry mass of cactus pear/acid it is obtained glucose concentrations in the liquor above 7500 mg/L, while for the enzymatic hydrolysis, raising de enzymatic load and lowering the relation dry mass of cactus pear/extract it is obtained conversion. efficiency above 60%. The hydrolyzate fermentation parameters calculated showed that cactus pear presents itself as a potential source for ethanol production, with conversion of fermentable sugars around 98%.

Submitted by (edna.saturno@ufrpe.br) on 2017-05-18T13:36:49Z No. of bitstreams: 1 Stenio Lopes Paixao.pdf: 457914 bytes, checksum: 8c7ca4487f5ce61cd685ce52bd511af5 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-18T13:36:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Stenio Lopes Paixao.pdf: 457914 bytes, checksum: 8c7ca4487f5ce61cd685ce52bd511af5 (MD5) Previous issue date: 2012-12-20 / This research aimed the morphological characterization the evaluation of the genetic divergence of Opuntia ficus-indica genotypes through multivariate techniques, as well as the estimation of genetic parameters and selection of progenies by REML/BLUP methodology. They were realizing two experiments in the Experimental Station of Pernambuco, Agricultural Research Institute – IPA, Northeast Brazil. The experiment 1 was installed at the São Bento do Una in 2006, with the goal of assessing the genetic divergence among eight Opuntia sp. and Nopalea sp. clones (Algerian, Copena F1, Chile Fruit, “Gigante”, IPA-20, “Miúde”, “Orelha de Elefante Africana” and “Redonda”), estimate the importance of each character for the genetic divergence and the linear correlation using 13 quantitative traits. Analysis of variance revealed significant differences between genotypes and can detect the formation of three genetically distinct groups. The group 1, formed by Algerian genotypes, Chile Fruit, Copena F1, Gigante, IPA-20; the group 2 with “Orelha de Elefante Africana” and “Redonda” varieties; and group 3, comprised by “Miúda” variety. The traits that most contribute for the genetic divergence were width and length of cladodes, with 48.32% of the total variation. The most significant correlations occurred between length and the perimeter of cladode (r = 0.83) and number of cladodes from first order with number of cladodes of the second order (r = 0.82). Therefore, concluded that there was phenotypic divergence among the eight Opuntia and Nopalea genotypes studied, showing potential for use in breeding programs. In the experiment 2, located in the Arcoverde Experimental Station, the aim was to evaluate 11 Opuntia sp. sib progenies obtained from the crossing of seven genotypes (“Gigante”, “Redonda”, IPA-20, Algerian, Copena F1, Chile Fruit and SB1), in order to select superior genotypes as well as estimate the components of variance and genotypic parameters, using the REML/BLUP methodology. Estimates of heritability in the broad sense were of high magnitude for plant height, width and length of the cladodes, showing good control and the possibility of genetic advances with significant genetic selection. For the ordering of genotypic averages, P6 progenies (Copena F1 x “Gigante”) and P10 (Algerian x “Redonda”) were classified as the best. / Os trabalhos que compõem esta tese têm por fim a caracterização morfológica e avaliação da divergência genética de clones de palma forrageira por meio de técnicas multivariadas, bem como a estimação de parâmetros genéticos e seleção de progênies pelo procedimento REML/BLUP. O experimento 1 foi instalado na Estação Experimental do Instituto Agronômico de Pernambuco – IPA, São Bento do Una – PE, no ano de 2006, com o objetivo de avaliar a divergência genética entre oito clones de palma forrageira dos gêneros Opuntia e Nopalea (Algerian, Copena F1, Chile Fruit, Gigante, IPA-20, Miúda, Orelha de elefante africana e Redonda), estimar a importância de cada caráter para a divergência e a correlação linear utilizando 13 caracteres quantitativos. As análises de variância revelaram diferenças significativas entre os clones, sendo possível detectar a formação de três grupos geneticamente distintos. O grupo 1, formado pelos clones Algerian, Chile Fruit, Copena F1, Gigante, IPA-20, o grupo 2 com os clones Orelha de elefante africana e Redonda e grupo 3 formado pelo clone Miúda. Os caracteres que mais contribuem para a divergência genética foram largura e comprimento do cladódio com 48,32% da variação encontrada. As correlações mais relevantes ocorreram entre comprimento do cladódio e perímetro do cladódio (r = 0,83) e número de cladódios de primeira ordem com número de cladódios de segunda ordem (r = 0,82). Portanto, concluí-se que houve divergência fenotípica entre os oito clones de palma forrageira estudados, evidenciando potencial para uso em programas de melhoramento. O experimento 2, instalado no município de Arcoverde – PE, teve por objetivo avaliar 11 progênies de irmãos germanos de palma forrageira, obtidos a partir do cruzamento de sete clones (Gigante, Redonda, IPA-20, Algerian, Copena F1, Chile Fruit e S.B.1), com a finalidade de selecionar os acessos superiores, bem como estimar os componentes de variância e parâmetros genotípicos, usando o procedimento REML/BLUP. As estimativas de herdabilidade, no sentido amplo, foram de elevada magnitude para altura da planta, largura da planta e comprimento do cladódio evidenciando o bom controle genético e a possibilidade de avanços genéticos expressivos com a seleção. Pela ordenação das médias genotípicas, as progênies P6 (Copena F1 x Gigante) e P10 (Redonda x Algerian) foram as melhores classificadas quanto aos caracteres avaliados.