O gênero Acacia apresenta espécies florestais de rápido crescimento, com rotações curtas (7 a 9 anos) e de grande interesse comercial para produção de polpa celulósica, painéis de madeira e energia. No Brasil a utilização de espécies do gênero Acacia na produção de celulose de fibra curta ainda é bastante restrita e são poucos os estudos que demonstram a potencialidade do uso dessa matéria-prima para a obtenção de polpa celulósica com as propriedades alcançadas pelas espécies do gênero Eucalyptus. Este trabalho teve como objetivo analisar o potencial de algumas espécies do gênero Acacia (A.aulacocarpa, A. auriculiformis, A. crassicarpa, A. mangium) plantados no Brasil, para a produção de polpa celulósica Kraft, considerando os aspectos relacionados à qualidade da madeira e da polpa, o consumo de reagentes químicos na polpação e também os aspectos relacionados ao rendimento e a capacidade de produção de polpa celulósica; adicionalmente buscou-se fornecer informações estratégicas para o setor celulósico nacional com relação as possíveis ameaças e as oportunidades apresentadas pelos materiais não utilizados no Brasil. Para realização deste trabalho foram utilizados 11 materiais genéticos distintos e cada um dos materiais genéticos foi considerado um tratamento e todos com 5 anos de idade. As características avaliadas foram: densidade básica, dimensões das fibras, composição química e parâmetros da polpação kraft (rendimento bruto, rendimento depurado, teor de rejeitos, número kappa e relações). Para este último objetivo, as madeiras de cada uma das espécies foram submetidas ao processo de polpação kraft, considerando-se seis níveis de álcali ativo: 18,0; 19,5; 21,0; 22,5; 24,0 e 25,5%, mantendo-se constantes as outras variáveis de cozimento. Observou-se que o modelo de variação longitudinal para densidade básica da árvore mantém uma tendência dos valores serem mais elevados na base e valores mínimos entre 25 e 50% da altura comercial. Quanto à composição química os valores foram distintos para todas as espécies e apresentaram uma variação de 60,99% para A. auriculiformis (1) e 68,79% para A. aulacocarpa (1) como valores mínimo e máximo. Os resultados obtidos quanto às dimensões das fibras não apresentaram padrões definidos de variação entre as espécies. Notou-se quanto aos parâmetros da polpação um efeito diferenciado entre as espécies de Acacia para as distintas cargas de álcali ativo. Considerando a curva de polpação para obtenção de número kappa 18 entre as espécies estudadas, obteve-se como média para a demanda carga de alcalina 23,8% e a média do rendimento depurado nestas condições foi 54,72%. A espécie A. crassicarpa procedência (1) destacou-se por apresentar a maior conversão em massa (ton/ha) de madeira na produção de celulose e a A. mangium procedências (1, 2, 3 e principalmente 4) alcançaram os melhores resultados de rendimento frente ao processo kraft de polpação comparando toas as espécies deste estudo. / The genus Acacia includes fast-growing short-rotation (7 to 9 years) forest tree species of commercial interest to produce pulp, wood panels, and energy. In Brazil, the utilization of species of the genus Acacia to produce short fiber pulp is still highly restricted and few studies are available that demonstrate the potential use of this raw material to obtain pulp presenting the properties displayed by species of the genus Eucalyptus. This study aimed at analyzing the potential of some species of the genus Acacia (A. aulacocarpa, A. auriculiformis, A. crassicarpa, A. mangium) planted in Brazil to produce kraft pulp, considering the aspects related to wood and pulp quality, consumption of chemical reagents during the pulping process, yield, and cellulose pulp production capacity. Furthermore, this work searched for strategical information for the national pulp and paper sector as to possible threats and opportunities presented by materials not used in Brazil in order to provide knowledge and discuss the potential competitiveness of these types of wood in the world market for pulp and paper. To accomplish these goals, we used 11 5-year-old distinct genetic materials, each one of them considered a different treatment. The following traits were evaluated: basic density, longitudinal variation, fiber dimensions, chemical composition, and kraft pulping process parameters (total yield, screened yield, rejects content, kappa number and relations). To carry out these evaluations, each wood species underwent the kraft pulping process considering six levels of active alkalis: 18.0, 19.5, 21.0, 22.5, 24.0, and 25.5%, keeping all other cooking variables constant. We observed that the model of longitudinal variation in the basic density maintains the trend of reaching higher values in the base of the tree and minimum values between 25% and 50% of the commercial height. The values found for the chemical composition were different for all the species studied and the holocellulose content ranged from a minimum of 60.99% found for A. auriculiformis (1) to a maximum of 68.79% found for A. aulacocarpa (1). The results obtained for fiber dimensions did not present defined patterns of variation among the species. The kraft pulping process parameters showed differences among Acacia species for the distinct levels of active alkalis. Considering the pulping process curve to get the kappa number of 18 among the species studied, the average alkali demand was 23.8% and the average depurated yield under these conditions was 54.72%. A. crassicarpa procedure 1 presented the highest conversion into wood mass (t/ha) to produce cellulose and A. mangium procedures (1, 2, 3, and mainly 4) reached the best results in terms of yield when they underwent the kraft pulping process compared to all the species studied herein.

O desafio das indústrias de alimentos na substituição da gordura trans em diversos produtos reside no desenvolvimento de formulações e processos que apresentem funcionalidade equivalente e viabilidade econômica. A interesterificação química representa uma opção tecnológica importante para a produção de gorduras visando diversas aplicações comerciais, sem a formação de ácidos graxos trans. O óleo de palma contém quantidades aproximadamente iguais de ácidos graxos saturados e insaturados e pelo seu fracionamento obtêm-se duas frações: a estearina (fração sólida) e a oleína (fração líquida). A estearina e oleína de palma são opções interessantes para a produção de grande variedade de produtos como margarinas e shortenings. Assim, o objetivo deste trabalho foi modificar as propriedades físico-químicas de misturas de estearina e oleína de palma pelo uso da interesterificação química. As amostras foram analisadas quanto à composição em ácidos graxos e triacilgliceróis, distribuição regioespecífica dos ácidos graxos nos triacilgliceróis, índice de iodo, pontos de amolecimento e de fusão, conteúdo de gordura sólida, consistência e estrutura cristalina. Os ácidos graxos saturados são predominantes na estearina (71,9%), sendo que 65,5% correspondem ao ácido palmítico. A oleína tem como principal constituinte o ácido oléico, que representa 45,4%. À medida que aumenta a proporção de oleína de palma nas misturas, aumentam a quantidade de ácidos graxos insaturados e o índice de iodo e diminui a quantidade de ácidos graxos saturados. Após a interesterificação química, os pontos de fusão e amolecimento, a consistência e o conteúdo de gordura sólida aumentaram nas misturas que apresentavam maior proporção de oleína em função do aumento no teor de triacilgliceróis trissaturados. Por outro lado, estas propriedades não se modificaram nas misturas com maior proporção de estearina. Este comportamento se deve à distribuição aleatória dos ácidos graxos nos triacilgliceróis após a interesterificação, que forma triacilgliceróis em proporções diferentes das existentes originalmente. Os principais triacilgliceróis nas misturas foram PPP, PPO e POO. Antes da interesterificação os ácidos graxos saturados foram encontrados principalmente nas posições sn-1,3. Mudanças significativas na composição dos ácidos graxos na posição sn-2 após a interesterificação química foram encontradas em misturas com mais de 60% de oleína de palma. A mistura e a interesterificação permitiram obter gorduras com diferentes graus de plasticidade, aumentando as possibilidades de uso das frações estearina e oleína de palma. / The challenge of the food industries for the replacement of trans fat in various products lies in the development of formulations and processes which have equivalent functionality and economic viability. The chemical interesterification of palm stearin and palm olein is an important technological option for the production of fats targeting commercial applications, without formation of trans fatty acids Palm oil contains similar amounts of saturated and unsaturated fatty acids. After fractionation two fractions are obtained: stearin (solid fraction) and olein (liquid fraction). Palm stearin and palm olein are alternatives for the production of many products, such as margarines and shortenings. The objective of this work was to modify the physical and chemical properties of mixtures of palm stearin and palm olein by using chemical interesterification. The following properties were analyzed: fatty acid and triacylglycerol compositions, regiospecific distribution of fatty acids in triacylglycerols, iodine value, softening and melting points, solid fat content, consistency and crystal microstructure. Saturated fatty acids are predominant in palm stearin (71.9%), which corresponds to 65.5% of palmitic acid. Palm olein has as its main constituent the oleic acid, which represents 45.4% of the unsaturated fatty acids. The increase of the proportion of palm olein in the mixture causes increase on the amount of unsaturated fatty acids and iodine value and decrease on the content of saturated fatty acids. After chemical interesterification, melting and softening points, consistency and solid fat content increased in the blends that had higher proportion of palm olein, as a consequence of the increase in the trisaturated triacylglycerols. On the other hand, these properties did not alter in the blends with higher proportion of palm stearin. This behavior is due to the random distribution of fatty acids in triacylglycerols after interesterification, which forms triacylglycerols in proportions that are different from those originally present. The major triacylglycerols in the blends were PPP, PPO and POO. Before interesterification the saturated fatty acids were found mainly in the sn-1,3 positions. Significant changes in the fatty acid composition in the sn-2 position after chemical interesterification were found in blends with more than 60 % of palm olein. Blending and interesterification of fats resulted in structured lipids with different degrees of plasticity, increasing the possibilities of use of stearin and olein fractions.

Apesar de ser utilizado há muito tempo como solvente para espécies orgânicas e inorgânicas, bem como carreador de fármacos, muitos aspectos relativos à auto-associação intermolecular do dimetil sulfóxido (DMSO) e às suas interações com espécies iônicas são ainda motivos de controvérsia na literatura. No presente estudo, a estrutura e ambiente local de dimetil sulfóxido (DMSO) em diferentes meios iônicos foram estudados por meio de três abordagens diferentes. Na primeira abordagem, o efeito de não-coincidência Raman (NCR) observado na banda atribuída ao modo ν(S=O) do DMSO, ca. 1050 cm-1, foi investigado para o líquido puro e em soluções de tetracloreto de carbono (CCl4) e água. Além disso, foi investigado o efeito de espécies iônicas (Kl, KSCN, KBr, TBAN3, TBAOCN, LiClO4, Mg(ClO4)2) na frequência ν(S=O), bem como no NCR das soluções. Os resultados de NCR juntamente com as técnicas de infravermelho, RMN e de medidas de propriedades físico-químicas mostraram que essas espécies iônicas não somente afetam a estrutura de associação do DMSO, como são capazes de interagir fortemente com o solvente. Na segunda abordagem, com a finalidade de modular as propriedades de um líquido iônico, fez-se a análise estrutural das misturas envolvendo DMSO e água como solventes e o líquido iônico EAN como soluto por meio das técnicas de espalhamento de raios-X e de nêutrons. Os resultados mostraram que a estrutura cátion-ânion do EAN é afetada pela presença de DMSO e, que em ambos os solventes são evidentes fortes ligações de hidrogênio entre o cátion EA+ e os oxigênios do solvente e do ânion nitrato. As moléculas de água não afetam drasticamente a estrutura do EAN, pois seu caráter doador/aceptor de LH e seu tamanho permite a formação de pontes entre cátion e o ânion, no entanto, EAN consegue distorcer a rede tridimensional de ligação de hidrogênio da água. Por outro lado, as moléculas de DMSO afastam os ânions da região polar do EA+ na competição pela formação de LH com o cátion e o EAN, por sua vez, provoca a ruptura das estruturas de associação do DMSO. Na terceira abordagem, misturas envolvendo três diferentes SEPs (uma classe de líquidos iônicos); Relina, MUCHCl e DMUCHCl; com DMSO foram investigadas por meio de suas propriedades físico-químicas e por espectroscopia Raman, tendo em vista modular as propriedades dos SEPs. Neste caso, os resultados não apontaram para interações fortes e específicas envolvendo as espécies iônicas e o DMSO, mas a um maior empacotamento do sistema, onde os desvios de suas propriedades físico-químicas com relação à idealidade são negativos e sua mobilidade iônica juntamente com a análise dos espectros vibracionais não evidenciaram interações específicas. No entanto, as viscosidades e densidades diminuíram nas misturas e a mobilidade iônica foi favorecida. / Although it has long been used as a solvent for organic and inorganic species, as well as drug carriers, many aspects concerning the intermolecular self-association of dimethyl sulfoxide (DMSO) and their interactions with ionic species are still controversial in the literature. In the present study, the structure and local environment of dimethyl sulfoxide (DMSO) in different ionic media were studied using three different approaches. In the first approach, the Raman non-coincidence effect (NCE) observed in the band assigned to the DMSO ν(S = O) mode, ca. 1050 cm-1, was investigated for the pure liquid and in its solutions of carbon tetrachloride (CCl4) and water. In addition, the effect of ionic species (K1, KSCN, KBr, TBAN3, TBAOCN, LiClO4, Mg (ClO4)2) on the frequency ν(S = O) as well as the NCE of the solutions were investigated. The results of NCR together with the infrared, NMR and physico-chemical properties measurements showed that these ionic species not only affect the association structure of DMSO, but are also capable of interacting strongly with the solvent. In the second approach, with the purpose of modulating the properties of an ionic liquid, the structural analysis of the mixtures involving DMSO and water as solvents and the ionic liquid EAN as a solute were carried out by X-ray and neutron scattering techniques. The results showed that the cation-anion structure of the EAN is affected by the presence of DMSO and that in both solvents strong hydrogen bonds between the EA+ cation and the oxygen from solvent and from nitrate anion are evident. The water molecules do not affect the structure of the EAN drastically, because its LH donor/acceptor character and its size allows the formation of bridges between cation and anion, however, EAN can distort the hydrogen bonding three-dimensional network in water. On the other hand, the DMSO molecules repels the anions from the polar head of EA+ in the competition in forming LH with the cation, however EAN break down DMSO association structures. In the third approach, mixtures involving three different SEPs (a class of ionic liquids); Relina, MUCHCl and DMUCHCl; with DMSO were investigated by means of their physicochemical properties and by Raman spectroscopy, in order to modulate the properties of SEPs. In this case, the results did not point to strong and specific interactions involving the ionic species and DMSO, but to a greater packaging of the system, where the deviations of its physicochemical properties with respect to the ideality are negative and its ionic mobility together with the analysis of the vibrational spectra showed no specific interactions. However, the viscosities and densities decreased in the mixtures and the ionic mobility was favored.

O desafio das indústrias de alimentos na substituição da gordura trans em diversos produtos reside no desenvolvimento de formulações e processos que apresentem funcionalidade equivalente e viabilidade econômica. A interesterificação química representa uma opção tecnológica importante para a produção de gorduras visando diversas aplicações comerciais, sem a formação de ácidos graxos trans. O óleo de palma contém quantidades aproximadamente iguais de ácidos graxos saturados e insaturados e pelo seu fracionamento obtêm-se duas frações: a estearina (fração sólida) e a oleína (fração líquida). A estearina e oleína de palma são opções interessantes para a produção de grande variedade de produtos como margarinas e shortenings. Assim, o objetivo deste trabalho foi modificar as propriedades físico-químicas de misturas de estearina e oleína de palma pelo uso da interesterificação química. As amostras foram analisadas quanto à composição em ácidos graxos e triacilgliceróis, distribuição regioespecífica dos ácidos graxos nos triacilgliceróis, índice de iodo, pontos de amolecimento e de fusão, conteúdo de gordura sólida, consistência e estrutura cristalina. Os ácidos graxos saturados são predominantes na estearina (71,9%), sendo que 65,5% correspondem ao ácido palmítico. A oleína tem como principal constituinte o ácido oléico, que representa 45,4%. À medida que aumenta a proporção de oleína de palma nas misturas, aumentam a quantidade de ácidos graxos insaturados e o índice de iodo e diminui a quantidade de ácidos graxos saturados. Após a interesterificação química, os pontos de fusão e amolecimento, a consistência e o conteúdo de gordura sólida aumentaram nas misturas que apresentavam maior proporção de oleína em função do aumento no teor de triacilgliceróis trissaturados. Por outro lado, estas propriedades não se modificaram nas misturas com maior proporção de estearina. Este comportamento se deve à distribuição aleatória dos ácidos graxos nos triacilgliceróis após a interesterificação, que forma triacilgliceróis em proporções diferentes das existentes originalmente. Os principais triacilgliceróis nas misturas foram PPP, PPO e POO. Antes da interesterificação os ácidos graxos saturados foram encontrados principalmente nas posições sn-1,3. Mudanças significativas na composição dos ácidos graxos na posição sn-2 após a interesterificação química foram encontradas em misturas com mais de 60% de oleína de palma. A mistura e a interesterificação permitiram obter gorduras com diferentes graus de plasticidade, aumentando as possibilidades de uso das frações estearina e oleína de palma. / The challenge of the food industries for the replacement of trans fat in various products lies in the development of formulations and processes which have equivalent functionality and economic viability. The chemical interesterification of palm stearin and palm olein is an important technological option for the production of fats targeting commercial applications, without formation of trans fatty acids Palm oil contains similar amounts of saturated and unsaturated fatty acids. After fractionation two fractions are obtained: stearin (solid fraction) and olein (liquid fraction). Palm stearin and palm olein are alternatives for the production of many products, such as margarines and shortenings. The objective of this work was to modify the physical and chemical properties of mixtures of palm stearin and palm olein by using chemical interesterification. The following properties were analyzed: fatty acid and triacylglycerol compositions, regiospecific distribution of fatty acids in triacylglycerols, iodine value, softening and melting points, solid fat content, consistency and crystal microstructure. Saturated fatty acids are predominant in palm stearin (71.9%), which corresponds to 65.5% of palmitic acid. Palm olein has as its main constituent the oleic acid, which represents 45.4% of the unsaturated fatty acids. The increase of the proportion of palm olein in the mixture causes increase on the amount of unsaturated fatty acids and iodine value and decrease on the content of saturated fatty acids. After chemical interesterification, melting and softening points, consistency and solid fat content increased in the blends that had higher proportion of palm olein, as a consequence of the increase in the trisaturated triacylglycerols. On the other hand, these properties did not alter in the blends with higher proportion of palm stearin. This behavior is due to the random distribution of fatty acids in triacylglycerols after interesterification, which forms triacylglycerols in proportions that are different from those originally present. The major triacylglycerols in the blends were PPP, PPO and POO. Before interesterification the saturated fatty acids were found mainly in the sn-1,3 positions. Significant changes in the fatty acid composition in the sn-2 position after chemical interesterification were found in blends with more than 60 % of palm olein. Blending and interesterification of fats resulted in structured lipids with different degrees of plasticity, increasing the possibilities of use of stearin and olein fractions.

O Brasil ocupa posição de destaque no mercado de açúcar a granel e consumo elevado deste ingrediente na forma líquida, em especial pelas indústrias de bebidas e alimentos. O açúcar líquido apresenta vantagens em relação ao açúcar a granel como facilidade do manuseio e dosagem, espaço reduzido para a armazenagem, redução das perdas, custos e mão-de-obra, melhora na sanitização e grande variação possível nas proporções de diferentes misturas de açúcares. O açúcar Uquido invertido é uma solução de sacarose, glicose e frutose em água e recebe esse nome porque durante a sua produção há a inversão do poder óptico de rotação da solução. No processo produtivo do açúcar invertido existem alguns pontos que podem gerar a contaminação por microrganismos, dessa forma torna-se importante o desenvolvimento de técnicas que propiciem a sanitização eficiente desta matéria-prima. Este trabalho estudou duas técnicas alternativas de controle microbiano: a radiação gama com fonte de cobalto-60 e a radiação com feixe de elétrons. O estudo foi conduzido nas doses de 5, 10, 20, 30 e 50 kGy. O teor de sacarose apresentou decréscimo com a radiação indicando que ocorreu a quebra da ligação glicosídica com a formação de glicose e fioitose, gerando o aumento do teor de sólidos solúveis. Ocorreu a formação de compostos ácidos, confirmado pela redução de pH, que foi proporcional ao aumento da dose de radiação. As maiores doses provocaram alterações na cor do xarope pela formação de polímeros com cadeia molecular longa. A viscosidade nas amostras irradiadas com radiação gama aumentou em relação ao controle, indicando a prevalência de polimerização das moléculas, enquanto que na radiação com feixe de elétrons a polimerização foi observada somente na amostra que recebeu a dose de 50 kGy. Na análise sensorial, os julgadores apontaram diferença significativa (5%) no sabor entre o controle e as amostras irradiadas com 5 kGy, nas duas técnicas de processamento. Não foi possível identificar o efeito da radiação gama no controle de bolores e leveduras. / Brazil occupies position of prominence in the sugar market and high consumption of this ingredient in the liquid form, in special for the beverages and food industries. The liquid sugar presents advantages in relation to the bulk granulated system such as easiness of the handling and dosage, reduced space for the storage, reduction of the losses, costs and hand of workmanship, improvement of the sanitizing and great possible variation in the ratios of different mixtures of sugars. The inverted liquid sugar is a solution of sucrose, glucose and fructose in water. This ingredient receives this name because during its production it has an inversion of the optic power of rotation of the solution. In the productive process of the inverted sugar some points occur that can generate contamination by microorganisms, so its become important the development of techniques that propitiate the efficient sanitizing of this raw material. This work aims at to consider two alternative techniques of microbiologic control: gamma radiation with source of cobalto-60 and radiation with electron beam. The study was lead in the doses of 5, 10, 20, 30 and 50 kGy. Concentration of sucrose presented in syrup decreased with the radiation indicating the scission of glicosidic linkage in addition with the glucose and fiaictose formation, generating the increase in solids soluble. The acid compounds formation occurred, confirmed by the reduction of pH, that it was proportional with the increase of the radiation dose. The biggest doses had provoked change of color in the syrup by the long molecular chain polymers formation. Viscosity in the samples processed by gamma radiation increased in relation to the control, indicating the prevalence of polymerization of molecules, whereas in the radiation with electron beam the polymerization was only observed in the sample that received the dose of 50 kGy, In the sensorial analysis, the judges had pointed significant difference (5%) in the flavor among control and the samples radiated with 5 kGy in the two techniques of processing. The alterations provoked for the irradiation had not been enough to provide significant changes in the inverted sugar, even in the highest dose of 50 kGy. It was not possible to identify the effect of gamma radiation in the control of molds and yeasts.

Apesar de ser utilizado há muito tempo como solvente para espécies orgânicas e inorgânicas, bem como carreador de fármacos, muitos aspectos relativos à auto-associação intermolecular do dimetil sulfóxido (DMSO) e às suas interações com espécies iônicas são ainda motivos de controvérsia na literatura. No presente estudo, a estrutura e ambiente local de dimetil sulfóxido (DMSO) em diferentes meios iônicos foram estudados por meio de três abordagens diferentes. Na primeira abordagem, o efeito de não-coincidência Raman (NCR) observado na banda atribuída ao modo ν(S=O) do DMSO, ca. 1050 cm-1, foi investigado para o líquido puro e em soluções de tetracloreto de carbono (CCl4) e água. Além disso, foi investigado o efeito de espécies iônicas (Kl, KSCN, KBr, TBAN3, TBAOCN, LiClO4, Mg(ClO4)2) na frequência ν(S=O), bem como no NCR das soluções. Os resultados de NCR juntamente com as técnicas de infravermelho, RMN e de medidas de propriedades físico-químicas mostraram que essas espécies iônicas não somente afetam a estrutura de associação do DMSO, como são capazes de interagir fortemente com o solvente. Na segunda abordagem, com a finalidade de modular as propriedades de um líquido iônico, fez-se a análise estrutural das misturas envolvendo DMSO e água como solventes e o líquido iônico EAN como soluto por meio das técnicas de espalhamento de raios-X e de nêutrons. Os resultados mostraram que a estrutura cátion-ânion do EAN é afetada pela presença de DMSO e, que em ambos os solventes são evidentes fortes ligações de hidrogênio entre o cátion EA+ e os oxigênios do solvente e do ânion nitrato. As moléculas de água não afetam drasticamente a estrutura do EAN, pois seu caráter doador/aceptor de LH e seu tamanho permite a formação de pontes entre cátion e o ânion, no entanto, EAN consegue distorcer a rede tridimensional de ligação de hidrogênio da água. Por outro lado, as moléculas de DMSO afastam os ânions da região polar do EA+ na competição pela formação de LH com o cátion e o EAN, por sua vez, provoca a ruptura das estruturas de associação do DMSO. Na terceira abordagem, misturas envolvendo três diferentes SEPs (uma classe de líquidos iônicos); Relina, MUCHCl e DMUCHCl; com DMSO foram investigadas por meio de suas propriedades físico-químicas e por espectroscopia Raman, tendo em vista modular as propriedades dos SEPs. Neste caso, os resultados não apontaram para interações fortes e específicas envolvendo as espécies iônicas e o DMSO, mas a um maior empacotamento do sistema, onde os desvios de suas propriedades físico-químicas com relação à idealidade são negativos e sua mobilidade iônica juntamente com a análise dos espectros vibracionais não evidenciaram interações específicas. No entanto, as viscosidades e densidades diminuíram nas misturas e a mobilidade iônica foi favorecida. / Although it has long been used as a solvent for organic and inorganic species, as well as drug carriers, many aspects concerning the intermolecular self-association of dimethyl sulfoxide (DMSO) and their interactions with ionic species are still controversial in the literature. In the present study, the structure and local environment of dimethyl sulfoxide (DMSO) in different ionic media were studied using three different approaches. In the first approach, the Raman non-coincidence effect (NCE) observed in the band assigned to the DMSO ν(S = O) mode, ca. 1050 cm-1, was investigated for the pure liquid and in its solutions of carbon tetrachloride (CCl4) and water. In addition, the effect of ionic species (K1, KSCN, KBr, TBAN3, TBAOCN, LiClO4, Mg (ClO4)2) on the frequency ν(S = O) as well as the NCE of the solutions were investigated. The results of NCR together with the infrared, NMR and physico-chemical properties measurements showed that these ionic species not only affect the association structure of DMSO, but are also capable of interacting strongly with the solvent. In the second approach, with the purpose of modulating the properties of an ionic liquid, the structural analysis of the mixtures involving DMSO and water as solvents and the ionic liquid EAN as a solute were carried out by X-ray and neutron scattering techniques. The results showed that the cation-anion structure of the EAN is affected by the presence of DMSO and that in both solvents strong hydrogen bonds between the EA+ cation and the oxygen from solvent and from nitrate anion are evident. The water molecules do not affect the structure of the EAN drastically, because its LH donor/acceptor character and its size allows the formation of bridges between cation and anion, however, EAN can distort the hydrogen bonding three-dimensional network in water. On the other hand, the DMSO molecules repels the anions from the polar head of EA+ in the competition in forming LH with the cation, however EAN break down DMSO association structures. In the third approach, mixtures involving three different SEPs (a class of ionic liquids); Relina, MUCHCl and DMUCHCl; with DMSO were investigated by means of their physicochemical properties and by Raman spectroscopy, in order to modulate the properties of SEPs. In this case, the results did not point to strong and specific interactions involving the ionic species and DMSO, but to a greater packaging of the system, where the deviations of its physicochemical properties with respect to the ideality are negative and its ionic mobility together with the analysis of the vibrational spectra showed no specific interactions. However, the viscosities and densities decreased in the mixtures and the ionic mobility was favored.

Effective agricultural planning and environmental monitoring requires basic soil information. However, analyzing soil properties by conventional methods is often expensive and time consuming. In addition, these analyses result in chemical residues, which may be environmentally hazardous. In recent decades near-infrared diffuse reflectance spectroscopy (400-2500 nm) has been shown to be a viable alternative for rapidly analyzing soil properties. Information needs to be mathematically extracted from the spectra in order to correlate them with soil properties, and multivariate statistics are often used to calibrate soil prediction models.However, soils evaluated by the mid-IR region (4000 to 400 cm-1) warrants new studies. The primary aim of this study was to investigate the feasibility to use soil spectral data and chemometrics methods to predict soil properties, in order to reduce the number of conventional soil analyses. The understanding of the relationships between spectral characteristics and the physic-chemical properties of soils were evaluated in three different studies with soils of: (i) spectral library (Chapter 1), (ii) amazonian region (Chapter 2), (iii) soils contaminated with heavy metals and tannery sludge (Chapter 3).It was possible to identify regions of the vis-NIR and mid-IR spectra that showed absorption features due to water, iron oxides, and clay minerals. In Chapter 1 the predicted models for clay and soil organic matter showed high accuracy. It reflects the influence of the direct spectral responses of these properties in the NIR. The division of the large library into smaller subsets based on variation in the spectra characteristics was the best alternative to quantify soil attributes in tropical soils by Partial Least Square regressions. Another alternative would be to use Boosted regression trees for the whole library. In Chapter 2, the mid-IR predicted models outperformed the vis-NIR. Comparison of the interpolation results revealed that the predictions of the PLS regression (mid-IR and vis-NIR) adequately reproduced the spatial pattern of the properties evaluated, especially soil organic carbon and cation exchange capacity and, had the ability to predict the soil properties of unknown samples from a different geographical location. In Chapter 3, the metals adsorption to soil constituents caused expressive changes in soil spectral curves, showing spectral differentiation between highly contaminated soil and soils that are relatively contaminant-free. The results indicate that the Cr pseudo-total content can be predicted by spectroscopy reflectance with both sensors data. Fe and Mn also can be predicted accuratley by vis-NIR. The vis-NIR models outperformed the mid-IR. Besides these results, the vis-NIR instrument has less complicated sample and can be used directly in the field using portable spectrorradiometers. / Para o planejamento agrícola e o monitoramento ambiental são necessárias informações sobre os solos. As análises de solos realizadas através de métodos convencionais em laboratório são normalmente caras e demoradas. Além disso, geram resíduos químicos que caso não sejam dispostos e/ou tratados adequadamente, podem contaminar o ambiente. Nas últimas décadas a espectroscopia de reflectância difusa na região do visível e infravermelho próximo (vis-NIR, 400-2500 nm) do espectroeletromagnético tem se mostrado uma alternativa viável para analisar atributos de solo de maneira rápida. Para tanto, a informação espectral é matematicamente extraída do espectro e métodos multivariados são usados afim de correlacioná-la com as propriedades do solo. Entretanto, ainda são poucos estudos de solos em que a espectroscopia de reflectância na região do infravermelho médio (mid-IR, 4000-400 cm-1) foi usada. Objetivaram-se com este trabalho investigar a viabilidade da utilização de dados espectrais vis-NIR e mid-IR de solos e métodos quimiométricos para predizer as propriedades dos mesmos, a fim de reduzir o número de análises convencionais de terra. As relações existentes entre características espectrais e propriedades físico-químicas de solos tropicais foram avaliadas em três estudos distintos com solos (i) de uma biblioteca espectral (Capítulo 1), (ii) da região amazônica (Capítulo 2) e, (iii) contaminados com metais pesados e lodo de curtume (Capítulo 3). Foi possível identificar faixas espectrais nas regiões do vis-NIR e mid-IR relacionadas às feições de absorção características da água, óxidos de ferro e minerais de argila. No capítulo 1 os modelos de predição vis-NIR de argila e matéria orgânica do solo apresentaram elevada acurácia. Isto reflete a influência direta destas propriedades do solo na sua resposta espectral. A divisão da biblioteca espectral em subgrupos menores baseada nas características espectrais foi eficiente na quantificação de atributos de solos tropicais. Outra alternativa foi usar o método de regressão de árvores para o conjunto total de dados. No capítulo 2, os modelos de predição mid-IR foram mais precisos que os vis-NIR. Os modelos de carbono orgânico do solo e capacidade de troca catiônica obtidos pela regressão pelo método dos mínimos quadrados parciais permitiram a reprodução do padrão espacial destas propriedades na área estudada (r > 0.81); e puderam ser aplicados em uma área geográfica diferente, em amostras de solos desconhecidas. No capítulo 3, a adsorção de metais em constituintes dos solos provocou mudanças nas curvas espectrais dos mesmos, mostrando diferenças entre solos altamente contaminados por metais pesados e solos livres de contaminação. Os teores de Cr (semi-total) no solo pode ser predito através da espectroscopia de reflectância vis-NIR-mid-IR e regressão por mínimos quadrados parciais. Fe e Mn também foram preditos com acurácia usando dados vis-NIR. Em geral, os modelos de predição vis- NIR de metais pesados foram mais precisos que o mid-IR. A vantagem da utilização do sensor vis-NIR está no preparo mais simples de amostras e na possibilidade de utilizá-lo diretamente no campo.

Dois experimentos foram conduzidos com o objetivo de avaliar a eficiência da adubação verde e mineral na produção de salsa e nas características físicas e químicas de um Nitossolo Vermelho eutrófico típico, na região de Piracicaba, SP. O delineamento experimental foi o de blocos ao acaso com cinco repetições em parcelas subdivididas. Os tratamentos foram compostos pelos adubos verdes (Mucuna-anã, Crotalária juncea e Crotalária spectabilis) e testemunha, duas variedades de salsa (Graúda Portuguesa e Lisa Preferida) e duas doses de fertilizante mineral em cobertura (0 e 1 Mg ha-1 de 20-00-20). No primeiro experimento, conduzido de 4 de dezembro de 2008 a 23 de maio de 2009, os adubos verdes foram cortados, picados e deixados sobre a superfície do solo, sendo que no segundo experimento, conduzido de 22 de janeiro a 3 de julho de 2009, os adubos verdes foram cortados, deixados à superfície do solo por trinta dias e posteriormente incorporados. As características físicas avaliadas foram: densidade do solo, porosidade total, macroporosidade e microporosidade. As características químicas avaliadas foram: matéria orgânica, pH, soma de bases (SB), H+Al, saturação de bases (V), capacidade de troca catiônica (CTC), P, K, Ca, Mg, B, Cu, Fe, Mn e Zn. Em relação à salsa foram avaliadas as produções de massa fresca total, massa fresca do talo, massa fresca da folha, massa seca total, massa seca do talo, massa seca da folha, área foliar e número de folhas. Tanto no primeiro como no segundo experimento a C. juncea foi a espécie que produziu maior massa fresca, massa seca e teor de massa seca, em relação às demais. Às características químicas e físicas do solo, não foram alteradas, com exceção do P, Ca e SB que foram superiores para a C. spectabilis em relação à Mucuna-anã. A produtividade da salsa Lisa Preferida aumentou com a adubação verde com Mucuna-anã e C. spectabilis, no primeiro experimento. De maneira geral, a produtividade da salsa Lisa Preferida foi superior com a adubação mineral de cobertura em relação à ausência dessa prática tanto para o seu cultivo como para o cultivo da Graúda Portuguesa na presença e na ausência da adubação verde, no segundo experimento. / Two experiments were conducted with the objective to evaluate green manure and mineral fertilization efficience on parsley yield and physical and chemistry of a Nitossol Vermelho eutrófico típico soil in Piracicaba, SP region. The experimental design was a randomized complete blocks with five replications. The treatments were three legume species (Mucuna-anã, Crotalária juncea and Crotalária spectabilis) and control, two parsleys variety (Graúda Portuguesa and Lisa Preferida) and mineral fertilization levels (0 and 1 Mg ha-1 of 20-00-20). In the first experiment, carried out from 4th December 2008 to 23th of May 2009, the green manures were cut, chopped and left on the soil surface, while in the second experiment, that was carried out from 22th January to 3rd of July 2009, the green manures were cut and left on the soil surface for thirty days before incorporation. The physical characteristics evaluated were; the density of the soil, total porosity, macroporosity and microporosity. The chemical characteristics evaluated were; material organic, pH, exchangeable bases (SB), H+Al, capacity of cationic exchange (CTC), P, K, Ca, Mg, B, Cu, Fe, Mn, e Zn. In relation to the Parsley were evaluated the following; total fresh mass production, fresh stalk mass, fresh leaf mass, total dry mass of the stalk, total dry mass of the leaf, leafy area and the number of leaves. Either on the first and the second experiment the C. juncea was the specie that produced most of the fresh mass, dry mass and content dry mass in respect to the others. The chemical and physical characteristics of the soil were not altered with the exception of the P, Ca and SB, which were superior for the C. spectabilis in respect of Mucuna-ana. The yield of the parsley Lisa Preferida has increased with green manure, with Mucuna-ana and C. spectabilis, on the first experiment. In general, the yield of the parsley Lisa Preferida was superior with the coverage of the mineral manure in respect to the absence of this practice, both for its cultivation, or for the cultivation of the Grauda Portuguesa in the presence and absence of the green manure, on the second experiment.

A acidez do solo é um sério problema que limita o crescimento radicular das culturas. A aplicação de calcário na superfície do solo visando à correção da acidez é utilizada em áreas cultivadas no sistema de plantio direto (SPD) já instalado. A amenização da acidez no subsolo devido à aplicação do calcário na superfície é influenciada pelo manejo da cobertura vegetal e pela adubação nitrogenada. Além disso, a calagem e a cobertura vegetal afetam os ciclos de C e de N devido à influência em atributos biológicos do solo, como estrutura e atividade microbiana, qualidade e quantidade de substrato disponível aos microorganismos decompositores. Os objetivos desse estudo foram avaliar o efeito da calagem e da cobertura de resíduos de aveia preta, com e sem adubação nitrogenada (i) nos atributos químicos e na especiação iônica da solução de um Latossolo Vermelho Distrófico, textura média, na nutrição e na produção de grãos de soja em experimento conduzido em Ponta Grossa-PR (25º10S, 50º05W) sob SPD; (ii) nos compartimentos de C e de N, no potencial de mineralização de N e na taxa de decomposição de aminoácidos; e (iii) estudar o efeito do pH inicial do solo e local de adição de resíduos de aveia preta na composição da solução do solo e no comportamento da comunidade microbiana. A calagem aumentou o pH do solo e os teores de Ca e Mg trocáveis e reduziu os teores de Al e Mn até 60 cm de profundidade, independentemente dos tratamentos de cobertura vegetal. A adição de N promoveu acidificação do solo. A maior parte do Al estava complexada com carbono orgânico dissolvido na solução do solo, ao contrário de Ca e de Mg, que estavam predominantemente na forma livre. A produção de grãos de soja aumentou de forma linear com a aplicação de calcário. A atividade microbiana, o potencial de mineralização de N e taxa de decomposição de aminoácidos foi estimulada devido ao aumento do pH do solo proporcionado pela calagem, principalmente na camada superficial. Aminoácidos liberados da decomposição inicial dos resíduos de aveia preta foram rapidamente consumidos pelos microorganismos do solo principalmente em valores altos de pH do solo. Portanto, a calagem superficial, o manejo da cobertura vegetal e a adubação nitrogenada interferiram na disponibilidade de nutrientes e na composição e atividade da biomassa microbiana em SPD. / Soil acidity is a serious problem in tropical and subtropical regions of the world reducing root growth and crop yield. Surface liming is a common practice to ameliorate soil acidity in areas under no-till system (NTS). The subsoil acidity amelioration, as a result of surface liming, is affected by cover crop residues as well as N fertilization. Liming and crop residues play important roles on C and N cycles due to changes in soil biological attributes, such as microbial community and activity, quantity and quality of substrate to microorganisms. The aims of this study were to evaluate the effects of surface liming and black oat residues, with or without N addition, on (i) soil chemical attributes, ionic speciation, soybean nutrition and yield of a loamy, kaolinitic, thermic Rhodic Hapludox in an experiment carried out in Ponta Grossa, state of Paraná, Brazil (25º10S, 50º05W) under NTS; (ii) C and N pools, potentially mineralizable N and decomposition rate of amino acids; and (iii) to evaluate the initial soil pH and black oat residues placement on soil solution composition and microbial behaviour. Surface liming increased soil pH and contents of Ca and Mg throughout soil profile, and also it reduced Al content to a 60 cm soil depth, regardless of cover crop treatments. The addition of N caused soil acidification. The Al content in soil solution was found mainly complexed to dissolved organic compounds, in contrast to Ca and Mg, which were found in a free form. Soybean yield was increased by lime rates. Due to soil pH increase, surface liming stimulated soil microbial biomass, potentially mineralizable N and amino acids decomposition rate, mainly at soil surface layer. Amino acids released from the initial decomposition of black oat residues were immediately used by soil microorganisms. Surface liming, cover crop residues and N fertilization affected nutrients availability and microbial biomass composition and activity under NTS.

O Brasil ocupa posição de destaque no mercado de açúcar a granel e consumo elevado deste ingrediente na forma líquida, em especial pelas indústrias de bebidas e alimentos. O açúcar líquido apresenta vantagens em relação ao açúcar a granel como facilidade do manuseio e dosagem, espaço reduzido para a armazenagem, redução das perdas, custos e mão-de-obra, melhora na sanitização e grande variação possível nas proporções de diferentes misturas de açúcares. O açúcar Uquido invertido é uma solução de sacarose, glicose e frutose em água e recebe esse nome porque durante a sua produção há a inversão do poder óptico de rotação da solução. No processo produtivo do açúcar invertido existem alguns pontos que podem gerar a contaminação por microrganismos, dessa forma torna-se importante o desenvolvimento de técnicas que propiciem a sanitização eficiente desta matéria-prima. Este trabalho estudou duas técnicas alternativas de controle microbiano: a radiação gama com fonte de cobalto-60 e a radiação com feixe de elétrons. O estudo foi conduzido nas doses de 5, 10, 20, 30 e 50 kGy. O teor de sacarose apresentou decréscimo com a radiação indicando que ocorreu a quebra da ligação glicosídica com a formação de glicose e fioitose, gerando o aumento do teor de sólidos solúveis. Ocorreu a formação de compostos ácidos, confirmado pela redução de pH, que foi proporcional ao aumento da dose de radiação. As maiores doses provocaram alterações na cor do xarope pela formação de polímeros com cadeia molecular longa. A viscosidade nas amostras irradiadas com radiação gama aumentou em relação ao controle, indicando a prevalência de polimerização das moléculas, enquanto que na radiação com feixe de elétrons a polimerização foi observada somente na amostra que recebeu a dose de 50 kGy. Na análise sensorial, os julgadores apontaram diferença significativa (5%) no sabor entre o controle e as amostras irradiadas com 5 kGy, nas duas técnicas de processamento. Não foi possível identificar o efeito da radiação gama no controle de bolores e leveduras. / Brazil occupies position of prominence in the sugar market and high consumption of this ingredient in the liquid form, in special for the beverages and food industries. The liquid sugar presents advantages in relation to the bulk granulated system such as easiness of the handling and dosage, reduced space for the storage, reduction of the losses, costs and hand of workmanship, improvement of the sanitizing and great possible variation in the ratios of different mixtures of sugars. The inverted liquid sugar is a solution of sucrose, glucose and fructose in water. This ingredient receives this name because during its production it has an inversion of the optic power of rotation of the solution. In the productive process of the inverted sugar some points occur that can generate contamination by microorganisms, so its become important the development of techniques that propitiate the efficient sanitizing of this raw material. This work aims at to consider two alternative techniques of microbiologic control: gamma radiation with source of cobalto-60 and radiation with electron beam. The study was lead in the doses of 5, 10, 20, 30 and 50 kGy. Concentration of sucrose presented in syrup decreased with the radiation indicating the scission of glicosidic linkage in addition with the glucose and fiaictose formation, generating the increase in solids soluble. The acid compounds formation occurred, confirmed by the reduction of pH, that it was proportional with the increase of the radiation dose. The biggest doses had provoked change of color in the syrup by the long molecular chain polymers formation. Viscosity in the samples processed by gamma radiation increased in relation to the control, indicating the prevalence of polymerization of molecules, whereas in the radiation with electron beam the polymerization was only observed in the sample that received the dose of 50 kGy, In the sensorial analysis, the judges had pointed significant difference (5%) in the flavor among control and the samples radiated with 5 kGy in the two techniques of processing. The alterations provoked for the irradiation had not been enough to provide significant changes in the inverted sugar, even in the highest dose of 50 kGy. It was not possible to identify the effect of gamma radiation in the control of molds and yeasts.