Este trabalho avaliou a extração de xilose da palha de cana-de-açúcar sob diferentes condições de hidrólise por ácido sulfúrico diluído visando à obtenção de um hidrolisado hemicelulósico rico em xilose e ainda a fermentabilidade deste para a bioconversão a etanol por Pichia stipitis Y-7124. Inicialmente caracterizou-se a palha de cana e a fração hemicelulósica representou 30,79% da massa seca da palha, enquanto que a celulose representou 40,84% e a lignina 25,80%. Verificou-se ainda que 26,57% da palha corresponde à xilose, representando 86,27% de sua fração hemicelulósica. As hidrólises ácidas foram realizadas de acordo com um planejamento experimental fatorial fracionado 24-1 visando-se à resposta concentração de xilose (g/L) no hidrolisado hemicelulósico. Levou-se em consideração os fatores: tempo, temperatura, concentração da solução ácida e a relação sólido:líquido. A melhor resposta para a concentração de xilose foi encontrada nas condições do ponto central, com a média da concentração igual a 31,70 g/L. A análise de variância foi realizada para um screening do planejamento e observou-se que apenas os fatores concentração da solução ácida e temperatura foram significativos ao nível de 95% de confiança. Em seguida realizou-se ensaios para otimização da hidrólise ácida considerando os fatores temperatura e concentração da solução ácida. As condições de ótimo encontradas foram 130 ºC e a solução de ácido sulfúrico em 2,9% m/v, empregadas com uma relação sólido:líquido igual a 1:4 (g/mL) por 30 minutos de reação. Estas condições de ótimo permitiram a obtenção de um hidrolisado hemicelulósico com concentração igual a 56,5 g/L de xilose, correspondendo à extração de 85,1% da xilose da palha. Posteriormente, ensaios de fermentação foram conduzidos com o hidrolisado hemicelulósico obtido, visando à produção de etanol por P. stipitis em frascos Erlenmeyer de 250 mL com 100 mL de meio hidrolisado para avaliar a fermentabilidade do hidrolisado obtido bem como a necessidade de suplementação nutricional e utilizou-se um planejamento experimental fatorial 23 de face centrada para verificar a influência dos fatores: concentração de ureia, concentração de MgSO4*7H2O e concentração de extrato de levedura. Os ensaios foram conduzidos a 200 rpm e 30 ºC. Verificou-se que o extrato de levedura (5 g/L) exerceu maior influência sobre o processo fermentativo e que o MgSO4*7H2O (0,5 g/L) não apresentou significância estatística. A melhor condição na fermentação para produção de etanol por P. stipitis encontrada foi empregando-se extrato de levedura (5 g/L), ureia (5 g/L) e MgSO4*7H2O (1,0 g/L), em que se obteve um fator de rendimento em etanol YP/S igual a 0,38 g/g e produtividade volumétrica igual a 0,41 g/L.h, em 60 horas de fermentação. / This work evaluated the sugar cane straw xylose extration under different diluted sulfuric acid hydrolysis conditions aiming at the attainment of hemicellulosic hydrolysate rich in xylose and their fermentability for ethanol bioconversion by Pichia stipitis Y 7124. Previous assays for chemical characterization of the sugar cane straw has been carried. The hemicellulosic fraction represented 30.79% of the dry straw mass, whereas the cellulose represented 40.84% and the lignin represented 25,80%. It was verified despite 26,57% of the straw corresponded to xylose, representing 86,27% of its hemicellulosic fraction. The acid hydrolysis was carried out using an experimental design 24-1 aiming at it the xylose concentration (g/L) response on the hemicellulosic hydrolysate regarding the factors: time, temperature, acid solution concentration and the ratio solid:liquid. The best result for the xylose concentration has been found on the center point conditions, with concentration of 31,70 g/L. The analysis of variance was carried out to one screening of the design and it was observed that only the parameters temperature and acid solution concentration has been significant at 95% reliable level. After that acid hydrolysis assays has been carried regarding the factors temperature and acid solution concentration aiming the acid hydrolysis optimization. The optimum point conditions were 130 ºC and the sulfuric acid solution of 2,9% m/v, carried with the ratio solid:liquid of 1:4 (g/mL) at 30 minutes of reaction. Later, fermentation assays was carried out with the hemicellulosic hydrolysate obtained in 250 mL Erlenmeyer flasks containing 100 mL of hydrolysate to evaluate the hydrolysate fermentability obtained as well tha needless of nutritional supplementation and for it used an experimental design 23 of face centered to verify the influence of the factors: urea concentration, MgSO4*7H2O concentration and yeast extract concentration. Assays has been carried at 30 ºC and 200 rpm. It was verified that the yeast extract (5 g/L) exerts greater influence on the fermentation and the MgSO4*7H2O (0,5 g/L) did not present statistic significance. The best conditions were achieved using yeast extract (5 g/L), urea (5 g/L) and MgSO4*7H2O (0,5 g/L). with ethanol yield and volumetric productivity of 0,38 g/g and 0,41 g/L.h, respectively, after 60 hours of fermentation.

Este estudo analisa os fatores, as tendências e as fundamentações jurídico-ideológicas que permeiam as decisões judiciais em Ações Civis Públicas, impetradas pelo Ministério Público do Estado de São Paulo (MPSP) e Federal (MPF), requerendo a proibição imediata da queima da palha de cana-de-açúcar, na região de Piracicaba/SP. Para isso, foram levantadas, junto aos órgãos jurisdicionais da cidade de Piracicaba, as Ações Civis Públicas impetradas em face de grandes usinas e agropecuárias dedicadas ao cultivo e industrialização da cana-de-açúcar, requerendo a proibição da queima da palha na lavoura desde o advento da Lei nº 7.347 de 1985 até 2014, ano em que finalizou-se a pesquisa empírica desta dissertação. Nesses padrões, a pesquisa arrojou a existência de quatro processos, dos quais foram extraídas para análise a totalidade de vinte-e-um (21) manifestações judiciais. O marco teórico-metodológico empregado foi a abordagem marxista da filosofia da linguagem, perspectiva capaz de proporcionar uma fecunda imersão não só no que se diz, mas nas condições de produção desse dizer, valorizando a função socioideológica da palavra, permitindo vislumbrar a visão social de mundo de quem a emprega ou do grupo social ao qual o autor pode ou não pertencer (VOLOCHINOV,1929; GOLDMANN, 1979). Conclui-se que, nos pleitos judiciais pela proibição imediata da queima da cana-de-açúcar em Piracicaba/SP, o Poder Judiciário se mostra majoritariamente conservador, arguindo e decidindo pela continuidade da prática em evidente defesa do setor sucroalcooleiro. No entanto, se reconhece a importância do tímido mas importante viés progressista por parte do judiciário, uma vez que somente nas contradições presentes nas diferentes práxis jurídicas pode avançar-se no processo permanente de construção de um direito comprometido com a obtenção de igualdade e justiça social. / This study analyzes the factors, trends and legal and ideological foundations that underlie judgments in civil class actions, filed by the Public Ministry of the State of São Paulo (MPSP) and Federal (MPF), requiring an immediate ban on burning straw sugar cane in the region of Piracicaba / SP. For that, were raised, at the courts of the city of Piracicaba, the civil class actions filed in the face of large plants and agricultural dedicated to the cultivation and industrialization of sugarcane, requiring a ban on straw burning in agriculture since the advent of the legislation act nº 7.347, from 1985 until 2014, the year it was finished the empirical research of this dissertation. In these patterns, the search threw the existence of four processes, which were extracted for analysis of all twenty-one (21) decisions. The theoretical and methodological framework used was the Marxist approach to the philosophy of language, a perspective that can provide a fruitful immersion, not only in what is said but also on the production conditions that say, valuing the ideological partner function of the word allowing to glimpse at the social worldview who employs or the social group which the author may or may not belong to (Volochinov 1929; GOLDMANN, 1979). We conclude that the legal claims by immediate ban on the burning of sugarcane in Piracicaba / SP, the Judiciary has shown mostly conservative, arguing and deciding to continue the practice in apparent defense of this sector. However, it recognizes the importance of shy but important progressive bias by the judiciary, behold, only the contradictions present in the different legal practice, can advance on the ongoing process of building a committed right with obtaining equality and social justice.

A necessidade de desenvolver novos materiais que atendam aos aspectos econômicos e ambientais leva à busca de se fazer uso dos recursos naturais para várias aplicações tecnológicas. Assim, o desenvolvimento de materiais compósitos poliméricos utilizando fibras naturais como reforço é crescente, e vem ocupando novos segmentos de mercado, devido ao baixo custo das fibras, biodegradabilidade, menor densidade e boas propriedades mecânicas. Este trabalho teve como objetivo a separação dos principais componentes da palha e do bagaço de cana-de-açúcar para a obtenção de insumos químicos com maior valor econômico, sendo proposta a obtenção e caracterização da celulose, que será utilizada como reforço, e da lignina que atuará como agente compatibilizante em compósitos poliméricos. Para alcançar os objetivos propostos no projeto, foi realizado o pré-tratamento por ácido diluído da palha e do bagaço de cana-deaçúcar, seguido de uma etapa de deslignificação com NaOH. As polpas de bagaço e de palha foram submetidas a um pré-branqueamento com xilanase e a um branqueamento composto de extração alcalina, quelação com EDTA e tratamento com peróxido de hidrogênio. O licor negro foi acidificado para que as ligninas precipitassem. Após lavagem, secagem e maceração, as ligninas obtidas foram submetidas ou não à oxidação química em meio ácido com peróxido de hidrogênio. Além da caracterização química das frações a cada etapa do processamento, foram determinados o número Kappa, viscosidade, e também foram feitas medidas de DRX e MEV. A confirmação e extensão da reação de oxidação das ligninas foi avaliada por RMN, FTIR, MEV e TGA/DSC. Os compósitos foram obtidos por mistura em homogeneizador termocinético de alta intensidade e, depois de injetados, caracterizados por ensaios mecânicos, análises térmicas, microscopia, FTIR, medidas de ângulo de contato e energias de superfície, absorção de água e sorção dinâmica de vapor. Os resultados obtidos por meio da caracterização química, número Kappa e viscosidade indicaram expressiva remoção de hemiceluloses e de lignina durante todas as etapas de obtenção da celulose branqueada, tanto de bagaço quanto de palha, mas também houve significativa perda de celulose. Os resultados de DRX mostraram significativa diminuição da cristalinidade da celulose, para as duas biomassas estudadas. Os resultados de FTIR e RMN confirmaram a mudança na estrutura das ligninas após a oxidação. O tempo de mistura dos compósitos variou com a composição e/ou presença ou não de lignina/lignina oxidada. Nas análises de TGA observou-se que os compósitos PP/celulose sem a adição de lignina/lignina oxidada apresentaram temperatura inicial de decomposição menor do que os compósitos nos quais utilizou-se a lignina como aditivo. As curvas de DSC dos compósitos apresenta perfil e picos de temperatura e entalpias de fusão semelhantes ao PP puro. A lignina não tem notável efeito sobre as propriedades mecânicas dos compósitos, sendo que a melhora nestas propriedades é principalmente devido à incorporação das fibras de celulose. As imagens de MEV para as ligninas mostraram o grande efeito da oxidação sobre a superfície deste material. A análise do ângulo de contato estático para ligninas mostrou que a oxidação produziu um material mais hidrofóbico. As energias de superfície mostraram que os compósitos têm uma superfície mais hidrofóbica do que o PP puro. As curvas de FTIR dos materiais mostraram-se bastante similares, porém as maiores diferenças foram na intensidade das bandas correspondentes aos grupos hidroxila presentes nas fibras e, aos anéis aromáticos da estrutura da lignina. Os resultados DVS mostraram que a absorção de umidade dos compósitos é muito baixa, e corrobora os resultados de absorção de água. / The need of developing new materials that attend economic and environmental aspects leads to the search of using natural resources for various technological applications. Thus, the development of polymeric composite materials using natural fibers as reinforcement is growing, and occupying new market segments, due to the low cost of fibers, biodegradability, low density and good mechanical properties. This work aimed to separate the main components of sugarcane straw and bagasse for obtaining chemical products with higher economic value, it proposes the obtaining and characterization of cellulose, which will be used as a reinforcement, and of the lignin that will act as coupling agent in polymeric composites. To achieve these objectives, it was carried out a dilute acid pretreatment of straw and bagasse of sugar cane, followed by a step of delignification with NaOH. The pulps of bagasse and straw were submitted to a pre-bleaching with xylanase and a bleaching step, composed by an alkaline extraction, EDTA chelation and a treatment with hydrogen peroxide. The black liquor was acidified for the precipitation of the lignins. After washing, drying and milling, the lignins obtained were subjected or not to an oxidation reaction in acid medium with hydrogen peroxide. In addition to the chemical characterization of the fractions at each stage of processing, the Kappa number and viscosity were determined, and it was also made measures of DRX and MEV for bagasse and straw. The confirmation of the oxidation reaction of the lignins was analysed by NMR, FTIR, MEV and TGA/DSC. The composites were obtained by mixing in thermokinetic mixer and once injected, they were characterized by mechanical tests, thermal analysis, microscopy, FTIR, contact angle and surface energies, water absorption and dynamic vapor sorption. The results obtained by the chemical characterization, Kappa number and viscosity indicated a great solubilization of hemicelluloses and lignin during all stages of production of bleached cellulose, both from bagasse and straw, but it was also observed an expressive cellulose loss. The results of DRX showed a great decrease of cellulose crystallinity, for both biomasses, demonstrating that the removal of hemicellulose and lignin affected the structure of cellulose. The FTIR and NMR results confirmed the change in structure of the lignins after oxidation. The mixing time of composites varied with the composition and the presence or absence of lignin/oxidized lignin. From TGA analyses it was observed that the composites PP/cellulose without the addition of oxidized lignin/lignin showed an initial degradation temperature lower than the composites in which lignin was used as an additive. The DSC curves of composites presents profile and temperature peaks and enthalpies of fusion similar to pure PP. Lignin has no remarkable effect on the mechanical properties of the composites, and the improvement in these properties is mainly due to the incorporation of the cellulosic fibers. MEV pictures of lignins showed that the oxidation had a great effect on the surface of this material. From the analysis of the static contact angle for lignins, it was observed that the oxidation produced a more hydrophobic material. The energies of surface showed that the composites have a more hydrophobic surface than the pure PP. FTIR curves of materials were quite similar, however the greatest differences were in the intensity of the bands corresponding to the hydroxyl groups present in the fibers and the aromatic rings of lignin structure. DVS results showed that the moisture absorption of composites is very low, and corroborates the results of water absorption.

A necessidade de desenvolver novos materiais que atendam aos aspectos econômicos e ambientais leva à busca de se fazer uso dos recursos naturais para várias aplicações tecnológicas. Assim, o desenvolvimento de materiais compósitos poliméricos utilizando fibras naturais como reforço é crescente, e vem ocupando novos segmentos de mercado, devido ao baixo custo das fibras, biodegradabilidade, menor densidade e boas propriedades mecânicas. Este trabalho teve como objetivo a separação dos principais componentes da palha e do bagaço de cana-de-açúcar para a obtenção de insumos químicos com maior valor econômico, sendo proposta a obtenção e caracterização da celulose, que será utilizada como reforço, e da lignina que atuará como agente compatibilizante em compósitos poliméricos. Para alcançar os objetivos propostos no projeto, foi realizado o pré-tratamento por ácido diluído da palha e do bagaço de cana-deaçúcar, seguido de uma etapa de deslignificação com NaOH. As polpas de bagaço e de palha foram submetidas a um pré-branqueamento com xilanase e a um branqueamento composto de extração alcalina, quelação com EDTA e tratamento com peróxido de hidrogênio. O licor negro foi acidificado para que as ligninas precipitassem. Após lavagem, secagem e maceração, as ligninas obtidas foram submetidas ou não à oxidação química em meio ácido com peróxido de hidrogênio. Além da caracterização química das frações a cada etapa do processamento, foram determinados o número Kappa, viscosidade, e também foram feitas medidas de DRX e MEV. A confirmação e extensão da reação de oxidação das ligninas foi avaliada por RMN, FTIR, MEV e TGA/DSC. Os compósitos foram obtidos por mistura em homogeneizador termocinético de alta intensidade e, depois de injetados, caracterizados por ensaios mecânicos, análises térmicas, microscopia, FTIR, medidas de ângulo de contato e energias de superfície, absorção de água e sorção dinâmica de vapor. Os resultados obtidos por meio da caracterização química, número Kappa e viscosidade indicaram expressiva remoção de hemiceluloses e de lignina durante todas as etapas de obtenção da celulose branqueada, tanto de bagaço quanto de palha, mas também houve significativa perda de celulose. Os resultados de DRX mostraram significativa diminuição da cristalinidade da celulose, para as duas biomassas estudadas. Os resultados de FTIR e RMN confirmaram a mudança na estrutura das ligninas após a oxidação. O tempo de mistura dos compósitos variou com a composição e/ou presença ou não de lignina/lignina oxidada. Nas análises de TGA observou-se que os compósitos PP/celulose sem a adição de lignina/lignina oxidada apresentaram temperatura inicial de decomposição menor do que os compósitos nos quais utilizou-se a lignina como aditivo. As curvas de DSC dos compósitos apresenta perfil e picos de temperatura e entalpias de fusão semelhantes ao PP puro. A lignina não tem notável efeito sobre as propriedades mecânicas dos compósitos, sendo que a melhora nestas propriedades é principalmente devido à incorporação das fibras de celulose. As imagens de MEV para as ligninas mostraram o grande efeito da oxidação sobre a superfície deste material. A análise do ângulo de contato estático para ligninas mostrou que a oxidação produziu um material mais hidrofóbico. As energias de superfície mostraram que os compósitos têm uma superfície mais hidrofóbica do que o PP puro. As curvas de FTIR dos materiais mostraram-se bastante similares, porém as maiores diferenças foram na intensidade das bandas correspondentes aos grupos hidroxila presentes nas fibras e, aos anéis aromáticos da estrutura da lignina. Os resultados DVS mostraram que a absorção de umidade dos compósitos é muito baixa, e corrobora os resultados de absorção de água. / The need of developing new materials that attend economic and environmental aspects leads to the search of using natural resources for various technological applications. Thus, the development of polymeric composite materials using natural fibers as reinforcement is growing, and occupying new market segments, due to the low cost of fibers, biodegradability, low density and good mechanical properties. This work aimed to separate the main components of sugarcane straw and bagasse for obtaining chemical products with higher economic value, it proposes the obtaining and characterization of cellulose, which will be used as a reinforcement, and of the lignin that will act as coupling agent in polymeric composites. To achieve these objectives, it was carried out a dilute acid pretreatment of straw and bagasse of sugar cane, followed by a step of delignification with NaOH. The pulps of bagasse and straw were submitted to a pre-bleaching with xylanase and a bleaching step, composed by an alkaline extraction, EDTA chelation and a treatment with hydrogen peroxide. The black liquor was acidified for the precipitation of the lignins. After washing, drying and milling, the lignins obtained were subjected or not to an oxidation reaction in acid medium with hydrogen peroxide. In addition to the chemical characterization of the fractions at each stage of processing, the Kappa number and viscosity were determined, and it was also made measures of DRX and MEV for bagasse and straw. The confirmation of the oxidation reaction of the lignins was analysed by NMR, FTIR, MEV and TGA/DSC. The composites were obtained by mixing in thermokinetic mixer and once injected, they were characterized by mechanical tests, thermal analysis, microscopy, FTIR, contact angle and surface energies, water absorption and dynamic vapor sorption. The results obtained by the chemical characterization, Kappa number and viscosity indicated a great solubilization of hemicelluloses and lignin during all stages of production of bleached cellulose, both from bagasse and straw, but it was also observed an expressive cellulose loss. The results of DRX showed a great decrease of cellulose crystallinity, for both biomasses, demonstrating that the removal of hemicellulose and lignin affected the structure of cellulose. The FTIR and NMR results confirmed the change in structure of the lignins after oxidation. The mixing time of composites varied with the composition and the presence or absence of lignin/oxidized lignin. From TGA analyses it was observed that the composites PP/cellulose without the addition of oxidized lignin/lignin showed an initial degradation temperature lower than the composites in which lignin was used as an additive. The DSC curves of composites presents profile and temperature peaks and enthalpies of fusion similar to pure PP. Lignin has no remarkable effect on the mechanical properties of the composites, and the improvement in these properties is mainly due to the incorporation of the cellulosic fibers. MEV pictures of lignins showed that the oxidation had a great effect on the surface of this material. From the analysis of the static contact angle for lignins, it was observed that the oxidation produced a more hydrophobic material. The energies of surface showed that the composites have a more hydrophobic surface than the pure PP. FTIR curves of materials were quite similar, however the greatest differences were in the intensity of the bands corresponding to the hydroxyl groups present in the fibers and the aromatic rings of lignin structure. DVS results showed that the moisture absorption of composites is very low, and corroborates the results of water absorption.

The usage of crop residues, among other lignocellulosic biomass, has being considered a promising alternative feedstock for bioenergy (i.e., second generation ethanol - ethanol 2G and bioelectricity) production. With the adoption of sugarcane-mechanical harvesting in Brazil, in average 15 Mg ha-1 of straw are left on the field annually. Partial straw removal for bioenergy production has become a common practice, while partial straw retention on the field ensures several benefits for the soil-plant system. Efforts have being done in order to establish the best route to straw recovery from the field and defining the amount which meeting both needs. Thus, the aims of this study were: i) to establish a step-by-step guidelines to straw recovery from the field; ii) to determine the implications of increasing rates of straw removal on plant growth, stalk yield and stalk industrial quality; iii) to evaluate the effectiveness of straw-blanket raking practice on plant growth and yield, and iv) to use Soil Management Assessment Framework (SMAF) as a tool to perform an integrated approach of soil quality (SQ) under different rates of straw removal. To achieve the proposed goals, a 2-years experiment was set up within the dry and wet seasons at Valparaíso and Capivari, São Paulo, locations with different edaphoclimatic conditions. Increases of primary extractor fan\'s velocity on the harvester lead to placement and removal of straw rates proportionally to 0, 25, 50, 75 e 100%. After two years, parameters associated to the soil- chemical [(Phosphorus-P, Potassium-K and pH), physical-(bulk density) and biological- (microbial biomass carbon-MBC and SOC)] attributes were analyzed within the 0-5, 5-10, 10-20 and 20-30 cm. Under colder climatic condition, plant tillering improved by the increasing rates of straw removal, however plant growth and stalk yield are slightly affected by the straw management. Stalk harvested in the dry season presented higher industrial quality than those harvested within the wet season but this parameter is unaffected by straw removal. Further, under colder climatic condition, to rake the straw blanket enhanced plant tillering while plant growth and stalk yield were not influenced by raking the straw blanket. No straw removal increases P content on plant tissue, regardless of blanket management, especially under the poorest inherent soil condition. The SMAF tool was able to detect changes on soil quality under different rates of straw removal and Oxisol responds faster to straw removal management than Ultisol in the short term. Total straw removal leaded to Oxisoil physical quality degradation; among the soil attributes, soil-physical attribute within the 0-10 cm is correlated with stalk yield. The partial straw removal for bioenergy production leads to the optimization on sugarcane biomass usage. However, the appropriate rate of straw to be removed is site specific and ranged 4-9 Mg ha-1 under the conditions in which this study was performed. The stalk yield was unaffected by raking the straw blanket. The monitoring of SOC, adoption of traffic controller and application of subproducts from the sugarcane industry are strategies to increase soil quality and, consequently, the sustainability of the crop cultivation. / O uso de resíduos culturais, dentre outros tipos de biomassa lignocelulósica, tem sido considerado uma alternativa promissora para produção de bioenergia (etanol de segunda geração e bioeletricidade). Com a implementação da colheita mecanizada da cana-de-açúcar no Brasil, em média 15 Mg ha-1 palha são deixadas no campo anualmente. A utilização de parte deste resíduo para produção de bioenergia tem se tornado uma prática comum, enquanto a manutenção de parte da palha no campo viabiliza vários benefícios ao sistema solo-planta. Esforços têm sido feitos a fim de estabelecer a melhor rota para remoção da palha do campo e definir a quantidade que atenda ambas demandas. Assim, os objetivos deste estudo foram: i) estabelecer um guia que viabilize a remoção de diferentes taxas de palha; ii) determinar as implicações oriundas da remoção de taxas de palha no crescimento, produtividade e qualidade tecnológica de colmos; iii) avaliar a eficácia do enleiramento da camada de palha sobre o crescimento e produtividade da cultura e, iv) utilizar Soil Management Assessment Framework (SMAF) como ferramenta para avaliar de modo integrado os efeitos da remoção de diferentes taxas de remoção de palha sobre a qualidade do solo (QS). Para tanto, foram conduzidos quatro ensaios, sendo um na estação seca e outro na estação úmida em dois locais: Capivarí e Valparaíso, SP; locais com diferentes condições edafoclimáticas. Crescentes rotações no extrator primário da colhedora viabilizaram a deposição e remoção de taxas de palha proporcionais a 0, 25, 50, 75 e 100%. Após dois anos, análises de parâmetros associados aos atributos químicos [(P, K, pH), físicos (densidade) e biológicos (carbono da biomassa microbiana - MBC e SOC)] do solo foram realizadas nas profundidades 0- 5, 5-10, 10-20 e 20-30 cm. Em condições climática mais fria, a remoção de crescentes quantidades de palha melhora o perfilhamento da cultura; entretanto, o crescimento e produtividade de colmo são pouco afetadas pelo manejo da palha. A qualidade tecnológica de colmos colhidos na época seca é superior aos colhidos na época úmida, entretanto, este parâmetro não é afetado pela remoção de crescentes quantidades de palha. Sobre condições climática mais fria, o perfilhamento é beneficiado pelo enleiramento da palha, ao passo que tanto o crescimento quanto a produtividade são insensíveis à essa prática. A retenção da palha aumenta o conteúdo de P no tecido vegetal, especialmente em solo naturalmente pouco fértil. A SMAF foi capaz de detectar alterações na QS em função da remoção de taxas de palha; sendo o Latossolo Vermelho distrófico típico o mais afetado pela remoção da palha em relação ao Argissolo Vermelho- Amarelo distrófico típico em curto prazo. A remoção total da palha promoveu degradação física do primeiro tipo de solo; dentre os atributos do solo avaliados, o atributo físico na profundidade 0-10 cm está correlacionado com a produtividade da cultura. A remoção parcial da palha de canade- açúcar para produção de bioenergia promove otimização no uso da biomassa da cultura. Entretanto, a taxa de palha a ser removida é intrínseca para cada local e variou de 4-9 Mg ha-1 neste estudo. A produtividade é insensível ao enleiramento da palha. O monitoramento nos teores de carbono do solo, a adoção do controle de tráfego de máquinas e a aplicação de resíduos da agroindústria canavieira podem ser estratégias adotadas para melhorar a QS e, por consequência, a sustentabilidade de cultivo da cana-de-açúcar.

Este trabalho avaliou a extração de xilose da palha de cana-de-açúcar sob diferentes condições de hidrólise por ácido sulfúrico diluído visando à obtenção de um hidrolisado hemicelulósico rico em xilose e ainda a fermentabilidade deste para a bioconversão a etanol por Pichia stipitis Y-7124. Inicialmente caracterizou-se a palha de cana e a fração hemicelulósica representou 30,79% da massa seca da palha, enquanto que a celulose representou 40,84% e a lignina 25,80%. Verificou-se ainda que 26,57% da palha corresponde à xilose, representando 86,27% de sua fração hemicelulósica. As hidrólises ácidas foram realizadas de acordo com um planejamento experimental fatorial fracionado 24-1 visando-se à resposta concentração de xilose (g/L) no hidrolisado hemicelulósico. Levou-se em consideração os fatores: tempo, temperatura, concentração da solução ácida e a relação sólido:líquido. A melhor resposta para a concentração de xilose foi encontrada nas condições do ponto central, com a média da concentração igual a 31,70 g/L. A análise de variância foi realizada para um screening do planejamento e observou-se que apenas os fatores concentração da solução ácida e temperatura foram significativos ao nível de 95% de confiança. Em seguida realizou-se ensaios para otimização da hidrólise ácida considerando os fatores temperatura e concentração da solução ácida. As condições de ótimo encontradas foram 130 ºC e a solução de ácido sulfúrico em 2,9% m/v, empregadas com uma relação sólido:líquido igual a 1:4 (g/mL) por 30 minutos de reação. Estas condições de ótimo permitiram a obtenção de um hidrolisado hemicelulósico com concentração igual a 56,5 g/L de xilose, correspondendo à extração de 85,1% da xilose da palha. Posteriormente, ensaios de fermentação foram conduzidos com o hidrolisado hemicelulósico obtido, visando à produção de etanol por P. stipitis em frascos Erlenmeyer de 250 mL com 100 mL de meio hidrolisado para avaliar a fermentabilidade do hidrolisado obtido bem como a necessidade de suplementação nutricional e utilizou-se um planejamento experimental fatorial 23 de face centrada para verificar a influência dos fatores: concentração de ureia, concentração de MgSO4*7H2O e concentração de extrato de levedura. Os ensaios foram conduzidos a 200 rpm e 30 ºC. Verificou-se que o extrato de levedura (5 g/L) exerceu maior influência sobre o processo fermentativo e que o MgSO4*7H2O (0,5 g/L) não apresentou significância estatística. A melhor condição na fermentação para produção de etanol por P. stipitis encontrada foi empregando-se extrato de levedura (5 g/L), ureia (5 g/L) e MgSO4*7H2O (1,0 g/L), em que se obteve um fator de rendimento em etanol YP/S igual a 0,38 g/g e produtividade volumétrica igual a 0,41 g/L.h, em 60 horas de fermentação. / This work evaluated the sugar cane straw xylose extration under different diluted sulfuric acid hydrolysis conditions aiming at the attainment of hemicellulosic hydrolysate rich in xylose and their fermentability for ethanol bioconversion by Pichia stipitis Y 7124. Previous assays for chemical characterization of the sugar cane straw has been carried. The hemicellulosic fraction represented 30.79% of the dry straw mass, whereas the cellulose represented 40.84% and the lignin represented 25,80%. It was verified despite 26,57% of the straw corresponded to xylose, representing 86,27% of its hemicellulosic fraction. The acid hydrolysis was carried out using an experimental design 24-1 aiming at it the xylose concentration (g/L) response on the hemicellulosic hydrolysate regarding the factors: time, temperature, acid solution concentration and the ratio solid:liquid. The best result for the xylose concentration has been found on the center point conditions, with concentration of 31,70 g/L. The analysis of variance was carried out to one screening of the design and it was observed that only the parameters temperature and acid solution concentration has been significant at 95% reliable level. After that acid hydrolysis assays has been carried regarding the factors temperature and acid solution concentration aiming the acid hydrolysis optimization. The optimum point conditions were 130 ºC and the sulfuric acid solution of 2,9% m/v, carried with the ratio solid:liquid of 1:4 (g/mL) at 30 minutes of reaction. Later, fermentation assays was carried out with the hemicellulosic hydrolysate obtained in 250 mL Erlenmeyer flasks containing 100 mL of hydrolysate to evaluate the hydrolysate fermentability obtained as well tha needless of nutritional supplementation and for it used an experimental design 23 of face centered to verify the influence of the factors: urea concentration, MgSO4*7H2O concentration and yeast extract concentration. Assays has been carried at 30 ºC and 200 rpm. It was verified that the yeast extract (5 g/L) exerts greater influence on the fermentation and the MgSO4*7H2O (0,5 g/L) did not present statistic significance. The best conditions were achieved using yeast extract (5 g/L), urea (5 g/L) and MgSO4*7H2O (0,5 g/L). with ethanol yield and volumetric productivity of 0,38 g/g and 0,41 g/L.h, respectively, after 60 hours of fermentation.

Orientador: Pedro de Oliva Neto / Resumo: Desejando ao final do trabalho obter um bioprocesso integrado usando palha de cana-de-açúcar (PC), este trabalho teve início com a utilização desse substrato para produção de enzimas fribrolíticas, xilanases e celulases, em culturas axênicas, incluindo espécies de Trichoderma e Aspergillus. A triagem para o melhor produtor foi realizada em “shaker” em fermentação submersa. A cultura do fungo T. reesei QM9414 alcançou a melhor produção de enzimas, e em tanque agitado, utilizando um biorreator de 3 L, mostrou o mesmo perfil de produção (~90 U/mL, 0.6 FPU/mL para xilanase e celulases, respectivamente). Em relação a este resultado, a produção de enzimas para as misturas binárias e ternárias destes fungos foi menor, sendo que a melhor combinação, T. reesei QM 9414+A. fumigatus M51, alcançou 60 U/mL e 0.08 FPU/mL respectivamente. Com intuito de otimizar a produção de enzimas utilizando um mix de substratos: palha de cana, como principal componente, e o farelo de trigo e a polpa cítrica, como supostos indutores de atividade enzimática, foi realizado um delineamento de misturas do tipo D-optimal. O resultado da otimização da mistura dos substratos mostrou que o trigo e a polpa cítrica não tiveram um efeito indutivo na produção das enzimas tendo a palha de cana como principal substrato. A enzima xilanase foi caracterizada em seu pH e temperatura ótimos (pH 5, e 50 ºC respectivamente), bem como a estabilidade da enzima nestes parâmetros. Alguns íons e EDTA foram aplicados para determin... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In order to obtain an integrated bioprocess using Sugarcane Straw (SS), this work began with the use of this substrate for the fibrolytic enzymes production, xylanases and cellulases, in axenic fungal cultures, including Trichoderma and Aspergillus species. The screening for the best producer was performed in shaker under submerged fermentation. The T. reesei QM9414 culture achieved the best enzyme production, and in a stirred tank using a 3 L bioreactor showed the same production profile (~90 U/mL and 0.6 FPU/mL for xylanase and cellulase, respectively). Regarding this result, the enzyme production by binary and ternary mixtures of these fungi was lower, as example the best combination T. reesei QM 9414+A. fumigatus M51, reached 60 U/mL and 0.08 FPU/mL, respectively. Aiming optimize the enzyme production by a mix of substrates using SS as the main substrate, and wheat bran and citrus pulp as supposed enzyme inductors, a D-optimal mixture design was performed. The mixture substrates optimization showed that wheat bran and citrus pulp did not have an inductive effect on the enzymes production. The enzyme xylanase was characterized by its optimal pH and temperature (pH 5 and 50 ºC, respectively, as well as the stability of the enzyme in these parameters. Some ions and EDTA were applied to determine the xylanase stability under these conditions, and the ion Mn2+ was the best inductor, 49% (10 mM). The extract containing xylanases, produced under previous optimized conditions was... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Este estudo analisa os fatores, as tendências e as fundamentações jurídico-ideológicas que permeiam as decisões judiciais em Ações Civis Públicas, impetradas pelo Ministério Público do Estado de São Paulo (MPSP) e Federal (MPF), requerendo a proibição imediata da queima da palha de cana-de-açúcar, na região de Piracicaba/SP. Para isso, foram levantadas, junto aos órgãos jurisdicionais da cidade de Piracicaba, as Ações Civis Públicas impetradas em face de grandes usinas e agropecuárias dedicadas ao cultivo e industrialização da cana-de-açúcar, requerendo a proibição da queima da palha na lavoura desde o advento da Lei nº 7.347 de 1985 até 2014, ano em que finalizou-se a pesquisa empírica desta dissertação. Nesses padrões, a pesquisa arrojou a existência de quatro processos, dos quais foram extraídas para análise a totalidade de vinte-e-um (21) manifestações judiciais. O marco teórico-metodológico empregado foi a abordagem marxista da filosofia da linguagem, perspectiva capaz de proporcionar uma fecunda imersão não só no que se diz, mas nas condições de produção desse dizer, valorizando a função socioideológica da palavra, permitindo vislumbrar a visão social de mundo de quem a emprega ou do grupo social ao qual o autor pode ou não pertencer (VOLOCHINOV,1929; GOLDMANN, 1979). Conclui-se que, nos pleitos judiciais pela proibição imediata da queima da cana-de-açúcar em Piracicaba/SP, o Poder Judiciário se mostra majoritariamente conservador, arguindo e decidindo pela continuidade da prática em evidente defesa do setor sucroalcooleiro. No entanto, se reconhece a importância do tímido mas importante viés progressista por parte do judiciário, uma vez que somente nas contradições presentes nas diferentes práxis jurídicas pode avançar-se no processo permanente de construção de um direito comprometido com a obtenção de igualdade e justiça social. / This study analyzes the factors, trends and legal and ideological foundations that underlie judgments in civil class actions, filed by the Public Ministry of the State of São Paulo (MPSP) and Federal (MPF), requiring an immediate ban on burning straw sugar cane in the region of Piracicaba / SP. For that, were raised, at the courts of the city of Piracicaba, the civil class actions filed in the face of large plants and agricultural dedicated to the cultivation and industrialization of sugarcane, requiring a ban on straw burning in agriculture since the advent of the legislation act nº 7.347, from 1985 until 2014, the year it was finished the empirical research of this dissertation. In these patterns, the search threw the existence of four processes, which were extracted for analysis of all twenty-one (21) decisions. The theoretical and methodological framework used was the Marxist approach to the philosophy of language, a perspective that can provide a fruitful immersion, not only in what is said but also on the production conditions that say, valuing the ideological partner function of the word allowing to glimpse at the social worldview who employs or the social group which the author may or may not belong to (Volochinov 1929; GOLDMANN, 1979). We conclude that the legal claims by immediate ban on the burning of sugarcane in Piracicaba / SP, the Judiciary has shown mostly conservative, arguing and deciding to continue the practice in apparent defense of this sector. However, it recognizes the importance of shy but important progressive bias by the judiciary, behold, only the contradictions present in the different legal practice, can advance on the ongoing process of building a committed right with obtaining equality and social justice.

Após as crises de petróleo ocorridas no século passado, vários países buscaram o desenvolvimento de novos combustíveis a fim de reduzir a dependência deste recurso natural. O Brasil foi um deles e criou o Programa Nacional do Álcool (Pró-Álcool) para incentivar a produção de etanol. Hoje, mais de 80% da frota nacional de veículos rodam ou somente com etanol ou com a mistura de gasolina e etanol. Para atender a crescente demanda de etanol, sem competir com áreas cultiváveis voltadas para produção de alimentos, fontes de materiais lignocelulósicos podem ser utilizadas com o intuito de se aproveitar a fração celulósica para obtenção de açúcar fermentável. Neste trabalho propôs-se avaliar o efeito de tecnologias de pré-tratamento dos subprodutos sucroalcooleiros (bagaço e palha de cana), seguida ou não de uma etapa de deslignificação, sobre a conversão enzimática da celulose de cada biomassa vegetal. Os materiais lignocelulósicos foram pré-tratados por explosão a vapor (bagaço), impregnação a vapor (palha) e por ultrassom (bagaço e palha). A etapa de pré-tratamento por explosão a vapor foi realizada no reator industrial de 5 m3 sob a condição de 200°C por 7min, das Usinas de Açúcar, Álcool e Biodiesel Vale do Rosário. A etapa de pré-tratamento por impregnação de vapor foi realizada em reator de 20 L sob as condições de 180, 185, 190, 195 °C por 10 min e 190°C por 15 min. Já a etapa de pré-tratamento por ultrassom foi realizada em banho de ultrassom a 55°C por 40 min e radiação de 40 kHz/120W. Os materiais pré-tratados foram deslignificados sob a condição de NaOH 1% (m/v), 100°C por 1h, variando somente o tamanho reator em função da quantidade de biomassa disponível. Para o bagaço explodido a vapor, a deslignificação organosolv também foi testada, variando as condições numa matriz de planejamento L18 de Taguchi. Os ensaios de hidrólise enzimática foram realizados empregando Celluclast 1.5L (15 FPU/g de amostra) e ?-Glucosidase (10 UI/g de amostra). Das três técnicas de pré-tratamento avaliadas (explosão a vapor, impregnação a vapor e ultrassom), somente os métodos baseados em vapor foram eficientes na desagregação dos constituintes dos subprodutos sucroalcooleiros. Esses métodos foram capazes de remover grande parte da hemicelulose (acima de 70%) e uma parte da lignina (<40%), elevando a digestibilidade da celulose pelas enzimas celulolíticas (conversão de 66 a 68%). O método de pré-tratamento com ultrassom provocou o aumento da recalcitrância dos materiais lignocelulósicos tanto para o agente deslignificante (soda cáustica) como para as celulases, sendo, portanto, um método não indicado, dentro da faixa das condições avaliadas, para um processo de conversão dos subprodutos sucroalcooleiros em açúcares fermentáveis. A etapa de deslignificação com soda cáustica foi essencial para elevar a digestibilidade dos materiais lignocelulósicos pré-tratados por explosão a vapor ou com ultrassom. Entretanto, para a palha pré-tratada hidrotermicamente, a etapa de extração alcalina não promoveu um efeito positivo sobre a conversão enzimática de celulose. De forma geral, observou-se que o bagaço de cana apresenta um potencial ligeiramente maior para conversão em açúcares fermentáveis em comparação com a palha de cana. / After the oil crises occurred in the last century, many countries have been to develop new fuels to reduce dependence on this natural resource. Brazil was one of them and created the National Alcohol Program (Pro-álcool) to promote the production of ethanol. Today, more than 80% of the national vehicles run on ethanol or with a mixture of gasoline and ethanol. To supply the growing demand for ethanol, without it to affect the food production farmland, sources of lignocellulosic materials can be used in order to take advantage of the cellulosic fraction for production of fermentable sugar. This work had objective to evaluate the effect of pretreatment technologies of sugarcane byproducts (bagasse and straw), followed or not by a stage of delignification, on the cellulose enzymatic conversion of each biomass. The lignocellulosic materials were pretreated by steam explosion (bagasse), vapor impregnation (straw) and ultrasound (bagasse and straw). The steam explosion pretreatment was carried out in 5 m3 industrial reactor under the condition of 200 °C for 7 min, from Usinas de Açúcar, Álcool e Biodiesel Vale do Rosário. The steam impregnation pretreatment was carried out in 20 L reactor under conditions of 180, 185, 190, 195 °C for 10 min and 190 °C for 15 min. The ultrasound pretreatment was performed in the ultrasonic bath at 55 °C for 40 min and 40 kHz/120W radiation. The pretreated materials were deslignified on condition of 1% (w/v) NaOH, 100 °C for 1 h, using different sizes of reactors due to amount of biomass available. For the steam exploded bagasse, one stage of organosolv delignification was also tested varying the conditions in a L18 Taguchi matrix. The enzymatic hydrolysis tests were performed using Celluclast 1.5L (15 FPU/g of material) and ?-Glucosidase (10 IU/g of material). From three pretreatment techniques evaluated (steam explosion, steam impregnation and ultrasonic), only the vapor-based methods were efficient in the breakdown of the constituents of sugarcane byproducts. These methods were able to remove most of the hemicellulose (above 70%) and a part of the lignin (<40%), increasing the cellulose digestibility by cellulolytic enzymes (conversion 66-68%). The ultrasound pretreatment increases the recalcitrance of lignocellulosic materials both for the caustic soda and for cellulases. Therefore, this pretreatment method is not indicated, within the conditions range assessed, for a conversion process of sugarcane byproducts to fermentable sugars. The delignification stage with caustic soda was essential to increase the digestibility of lignocellulosic materials pretreated by steam explosion or ultrasound. However, for the straw pretreated hydrothermically, the alkaline extraction did not cause a positive effect on the enzymatic conversion of cellulose. Overall, it was observed that sugarcane bagasse has a slightly higher potential for conversion to fermentable sugars in relation to sugarcane straw.

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