O presente experimento de laboratório foi realizado no Departamento de Ciência do Solo da ESALQ/USP, em Piracicaba, SP, com o objetivo de avaliar o efeito da presença de diferentes resíduos vegetais na superfície do solo sobre as perdas de amônia por volatilização decorrentes da aplicação de uréia em três doses. Foram utilizadas amostras da camada 0-0,20m de um Nitossolo Vermelho Eutroférrico do município de Piracicaba, SP. Os tratamentos constaram de arranjo fatorial com três repetições envolvendo quatro doses de uréia (0, 60, 120 e 180 mg dm-3 de N), aplicadas na superfície da terra, e quatro formas de cobertura da terra: sem cobertura e com cobertura constituída de fragmentos de folhas de plantas de milho, cana-de-açúcar e amendoim forrageiro, igualmente aplicados na superfície na quantidade de 29g de matéria seca por frasco (equivalente a 5 Mg ha-1). A volatilização de amônia foi avaliada em frascos de plástico de 1,6 L de capacidade, fechados, contendo 0,4 kg de terra umedecida e, para captar a amônia volatilizada, um disco de papel de filtro tratado com 1 mL de H2SO4 de concentração variando de 0,05 a 0,5 mol L-1. Esse disco era substituído diariamente, sendo o ácido remanescente no filtro exposto à amônia, titulado com NaOH 0,02 mol L-1 na presença de indicador bromocresol verde. Ao final do período experimental de 40 dias, amostras da camada superficial (0-0,05m) de terra dos frascos foram coletadas com amostrador especial e submetidas à determinação do pH em CaCl2 0,01 mol L-1. Os picos de máxima perda de amônia por volatilização ocorreram no 3º e no 12º dia após a aplicação da uréia, não havendo efeito dos resíduos culturais sobre a distribuição das perdas ao longo do tempo. As perdas de amônia aumentaram com o aumento da dose de uréia aplicada. Nas terras sem cobertura e naquelas contendo resíduos de milho e de amendoim forrageiro os aumentos foram mais expressivos para as doses menores (60 e 120 mg dm-3 de N-uréia), enquanto nas terras com restos de cana-de-açúcar os maiores aumentos ocorreram para a dose mais alta (180 mg dm-3 de N-uréia). A presença de restos de cultura de amendoim forrageiro na superfície do solo aumentou a quantidade de amônia volatilizada das terras tratadas ou não com uréia, enquanto a de restos de cultura de cana-de-açúcar reduziu a quantidade volatilizada. Os restos de cultura de milho exerceram pouca influência nas perdas de NH3 por volatilização. O pH da camada superficial das terras aumentou em mais de duas unidades com a aplicação de uréia e dos resíduos vegetais. / A laboratory experiment was carried out at the University of São Paulo, Piracicaba campus, Brazil, in order to evaluate how the presence of different plant residues on soil surface will affect ammonia volatilization losses from urea fertilizer applied on soil surface in three rates. Samples from 0-0.2m layer of a ferric Red Latosol located in Piracicaba, State of São Paulo, Brazil, were used in the study. Treatments consisted of a factorial arrangement with three replicates involving four rates of urea (0, 60, 120 and 180 mg dm-1 of N), applied at soil surface and four forms of soil cover: with no cover and with cover consisted of leaf fragments of corn, sugar-cane and peanut plants also applied on the surface at the rate of 29 g of dryed material per flask (equivalent to 5 Mg per hectare). Ammonia volatilization was measured in closed 1.6 L flasks containing 0.4 kg of moistened soil sample and, to capture NH3, a filter paper disk treated with 1 mL of H2SO4 of concentration varying from 0.05 to 0.5 mol L-1. The paper filter was substituted every day and the remaining acid in the exposed filter was titrated with NaOH 0.02 mol L-1 in the presence of bromocresol green. At the end of the experimental period of 40 days, samples of the surface layer (0-0.05 m) of the soil in the flasks were collected using a special sampler and subjected to determination of the pH in CaCl2 0.01 mol L-1. Maximum volatilization occurred at the 3rd and the 12th day of urea application and no influence was observed of the plant residues on the distribution of the losses during the experimental period. Ammonia losses increased with the rate of urea application. For the bare soil samples and for samples covered with corn and peanut residues, these increases were more evident when urea was applied at the smaller rates (60 and 120 mg dm-1 of urea-N), whereas for samples covered with sugar-cane residues, increases were higher when the higher rate (180 mg dm-1 of urea-N) was used. Covering the soil with peanut residues increased the amount of volatilized ammonia in the samples treated and not treated with urea, while covering with sugar-cane residues reduced the volatilization losses. Corn residues showed to have only small influence on ammonia loss. The pH at the surface of the soil samples increased more than two units as the result of urea and plant residues application.

A transição do manejo de cana queimada para a colheita sem despalha a fogo dificulta o manejo da adubação principalmente em relação à fertilização nitrogenada, seja pela maior imobilização do N-fertilizante, quando aplicado sobre a palhada, ou pelas elevadas perdas por volatilização de N-NH3, já que a ureia é a principal fonte de N. O objetivo deste trabalho foi avaliar, em primeira soqueira de cana-de-açúcar, a marcha de absorção, a taxa de acúmulo de fitomassa e nutrientes e a produtividade relacionadas a fontes de N. Foram instalados dois ensaios, sendo o primeiro em um LATOSSOLO VERMELHO eutrófico (LVe) e o segundo em LATOSSOLO VERMELHO distrófico, ambos no Estado de São Paulo. Os tratamentos consistiram na dose de 100 kg ha-1 de N, utilizando as seguintes fontes: cloreto de amônio, nitrato de amônio, ureia, Ajifer®, NitromagTM e sulfato de amônio e um tratamento sem N. Foram realizadas quatro amostragens ao longo do ciclo da cultura. A cana-de-açúcar apresentou três fases de crescimento vegetativo, independente do tratamento. No LVe, a fonte que apresentou maior contribuição foi o NitromagTM que produziu em torno de 45 Mg ha-1 de fitomassa e 110 Mg ha-1 de colmos frescos, enquanto que no LVd o uso do Ajifer® resultou em acúmulo superior de fitomassa em relação às demais fontes com 30 Mg ha- 1 e produtividade de colmo da ordem de 103 Mg ha-1. A maior taxa de produção de fitomassa seca ocorreu aos 220 DAC atingindo cerca de 350 kg ha-1 dia-1, nos tratamentos NitromagTM e nitrato de amônio no LVe. A cana-de-açúcar adubada com as fontes de nitrogênio mostrou maior incremento de fitomassa, com antecipação no acúmulo de N anterior ao de biomassa. A ordem média de extração de macronutrientes foi: K>N>Ca>S>Mg>P no LVd e LVe, sendo a exportação dos nutrientes pelo colmo de 23, 50, 32, 56, 53 e 53% no LVe e 76, 46, 21, 56, 37 e 57% no LVd. A exigência nutricional da cana-de-açúcar para produzir 1 TCH é de 1,45; 0,14; 2,44; 0,61; 0,26 e 0,33 kg Mg-1, no LVe, respectivamente para N, P, K, Ca, Mg e S. O teor de K, Ca, Mg e S no solo afetou diretamente o acúmulo de nutrientes na planta, interferindo na extração e exportação dos nutrientes. / The transition of burnt to unburnt sugarcane management difficult the fertilizer management (especially in relation to nitrogen, N) due to the greater immobilization of N-fertilizer applied over the straw and high N-NH3 volatilization losses since ureia is the main N source. The objective of this study was to evaluate the rate of biomass and nutrients accumulation by sugarcane, as well the stalk yield as related do N-fertilizer sources, in the ratoon sugarcane cycle. Two trials were set up on aTypic Eutrustox (TE) and on a Typic Haplustox (TH), both in Sao Paulo State, Brazil. The treatments consisted of 100 kg N ha-1 applied by means of the the following N sources: ammonium chloride-AC, ammonium nitrate-AN, urea-U, Ajifer®, NitromagTM and ammonium sulfate- AS, and an additional treatment without N. Four measurements were performed throughout the crop cycle. The sugarcane showed three phases of vegetative growth, regardless of treatment. At TE soil the NitromagTM promoted higher biomass accumulation, reaching 45 Mg ha-1 and 110 Mg ha-1 stalk fresh, while at TH soil the Ajifer® increased the biomass as compared to the other sources, reaching 30 Mg ha- 1. The highest rate of biomass accumulation occurred around 220 days after harvest , reaching 350 kg ha-1 day-1 in treatments with NitromagTM and AN. . The N addition increased sugarcane biomass accumulation, and N accumulation occurred before biomass accumulation. . The average order of nutrients extraction by sugarcane was K> N> Ca> S> Mg> P, with 23, 50, 32, 56, 53, 53% (at TE soil) or 76, 46, 21, 56, 37, 57% (at TH soil) of those nutrients being accumulated on the stalks. The nutritional requirement of sugarcane was 1.45, 0.14, 2.44, 0.61, 0.26 and 0.33 kg t-1 of stalks (fresh weight), respectively for N, P, K, Ca, Mg and S. The soil content of K, Ca, Mg and S directly affected the nutrients accumulation by sugarcace, increasing the extraction and exportation of nutrients.

A necessidade de desenvolver técnicas mais rápidas e menos onerosas no estudo dos solos, não apenas no setor agrícola como ambiental, criou espaço para o desenvolvimento de novas tecnologias, entre elas o sensoriamento remoto, no entanto, faz-se necessário entender o impacto do manejo nas assinaturas espectrais dos objetos. Neste sentido, este trabalho teve por objetivos: (i) avaliar o grau de alteração da assinatura espectral de diferentes classes de solos em resposta a presença de coberturas vegetais sobre os mesmos; (ii) avaliar o grau de alteração da assinatura espectral de diferentes classes de solo em resposta a aplicação de fertilizantes e corretivos (iii) Comparar os resultados obtidos em laboratório e comparar com dados orbitais multi e hiperespectrais. Para isso, foram coletadas amostrados as seguintes classes de solo: Latossolos vermelhos de textura muito argilosa, argilosa e média arenosa, e Latossolo vermelho ferrico de textura argilosa. Eles foram secos em estufa (65 oC) por 48 horas, moídos e peneirados em malha 2 mm. As coberturas utilizadas no experimento foram: folhas verdes de cana-deaçúcar, palha, cinza, folhas verdes e palha, palha e cinza, calcários (dolomítico e calcítico), gesso, yoorim e torta de filtro. Para cada combinação de solo e cobertura foram elaborados 10 tratamentos com diferentes dosagens, e aplicados sobre os solos com uma balança de precisão. Os tratamentos foram encaminhados para leituras com um sensor de laboratório e em seguida fotografados, para posterior quantificação das proporções de solo e cobertura presentes nos tratamentos. As curvas espectrais foram analisadas visualmente por parâmetros como forma, intensidade de reflectância e inclinação, análise de remoção do espectro contínuo, derivada e por fim análise de agrupamento por método de cluster. Os dados de espectro foram posteriormente utilizados para a simulação das bandas dos satélites LandSat Tm 5, Aster, Spot 5 e Hyperium, e os resultados comparados com o obtido em laboratório. Os resultados obtidos nos tratamentos com coberturas vegetais, de forma geral, mostraram que as doses mínimas resultaram em algum grau de alteração da assinatura espectral dos solos, em pelo menos um dos três parâmetros estudados. Entretanto, quando avaliados pela análise de agrupamento, observam-se que as mudanças não foram suficientes para que estatisticamente fossem separados os solos dos demais tratamentos contendo cobertura vegetal. A semelhança dos tratamentos contendo a dosagem mínima dos adubos e corretivos com o padrão espectral dos solos variaram em função das características intrínsecas a cada um dos solos e das doses recomendadas a cada um deles. As informações quando simuladas para os sensores orbitais multiespectrais mascararam a grande maioria das feições de absorção relacionadas aos solos e coberturas, com exceção dos tratamentos relacionados às folhas verdes. / The need to develop techniques faster and less costly in the study of soils, not only in agriculture and environmental issues, created space for the development of new technologies, including remote sensing, however, it is necessary to understand the impact of management the spectral signatures of objects. Thus, this study aimed to: (i) assess the degree of change in the spectral signature of different soil classes in response to the presence of vegetation on them, (ii) assess the degree of change in the spectral signature of different classes soil in response to application of fertilizers and lime (iii) to compare the results obtained in the laboratory and compared with multi-and hyperspectral satellite data. For this, samples were collected the following types of soil: red Oxisols of clayey, sandy clay and medium, and red ferric Oxisol clay texture. They were dried in an oven (65 ° C) for 48 hours, ground and sieved at 2 mm mesh. The covers used in the experiment were: leaves of sugar cane, straw, gray green leaves and straw, and gray, limestone (calcite and dolomite), gypsum, yourim and filter cake. For each combination of soil and cover 10 treatments were prepared with different dosages, and applied on soils with a precision balance. The treatments were sent to a sensor readings with laboratory and then photographed for later measurement of the proportion of soil and cover these treatments. The spectral curves were analyzed visually by parameters such as shape, intensity of reflectance and slope, analysis of removal of a continuous spectrum, and finally derived by cluster analysis method of cluster. The spectral data were subsequently used for the simulation of the bands of Landsat TM 5, Aster, Spot 5 and Hyperium, and the results compared with those obtained in the laboratory. The results obtained in the treatments with cover crops, in general, showed that the minimum doses resulted in some degree of change in the spectral signature of soils, in at least one of the three parameters. However, when evaluated by cluster analysis, observed that the changes were not sufficient to be statistically separated from the other treatments the soils containing vegetation. The similarity of the treatments containing the minimum dosage of fertilizer and lime with the spectral pattern of the soils varied depending on the characteristics intrinsic to each of the soils and the recommended dose for each of them. Information when simulated for orbital multispectral sensors masked the great majority of absorption features related to soil and toppings, except for treatments related to leafy greens.

Made available in DSpace on 2017-07-10T19:24:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Maria Cristina Halmeman.pdf: 1179833 bytes, checksum: 64bd1e15425a905c181f5233403e74a0 (MD5) Previous issue date: 2008-02-08 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The object of this project was to verify the potential for the hydrogen production via water electrolysis by using the exceeding electrical energy resulting from the cogeneration process in alcohol and sugar plants. The studies were made from July to November/2007 in plants authorized by the ANEEL that use the sugar cane bagasse as fuel for the generation of thermal and electrical energy. The data were taken from each plant. The processing history of sugar cane for the last five years was verified and the calculations were made based on the values of the 2006/2007 harvest. The operation time of the plants was considered to be 202 days in average. The amount of sugar cane processed daily and the total of bagasse produced, electrical energy generated in a year and exceeding electrical energy were calculated for each plant. Along with the cost of the electrolysers, it was also obtained the energy consumption average value of 5.2 kWh to produce 1 Nm3 of hydrogen and a specific cost for the electrolysis plant that ranges from US$ 1,555 kW-1 to US$ 2,510 kW-1. The hydrogen production costs regarding the capacity of hydrogen production range from US$ 0.50 Nm-3 to US$ 0.75 Nm-3. The results show an increasing potential for the generation of exceeding electrical energy that can be used for the production of electrolytic hydrogen, since the costs for hydrogen production presented themselves to be similar to the ones found in other studies carried out, however, using other energy sources. / O objetivo deste trabalho foi verificar o potencial de produção de hidrogênio via eletrólise da água, aproveitando a energia elétrica excedente, resultante do processo de cogeração nas usinas de açúcar e álcool. O estudo foi realizado no período de julho a novembro de 2007, em usinas autorizadas pela ANEEL que utilizam o bagaço da cana-de-açúcar como combustível, para gerar energia térmica e elétrica. Os dados foram obtidos em cada usina. Verificou-se o histórico do processamento da cana-açúcar nos últimos cinco anos, sendo que os cálculos foram realizados com base nos valores da safra de 2006/2007. Considerou-se que o tempo de operação das usinas é, em média, 202 dias e foram calculados para cada usina: a quantidade de cana processada diariamente e o total de bagaço gerado, a energia elétrica gerada no ano e energia elétrica excedente. Com o custo dos eletrolisadores, obteve-se o valor médio de consumo de energia de 5,2 kWh para produzir 1 Nm3 de hidrogênio e o custo específico da planta de eletrólise de US$ 1,555 kW a US$ 2,510 kW. Os custos de produção do hidrogênio em função da capacidade de produção de hidrogênio são de US$ 0,50 Nm-3 a US$ 0,75 Nm-3. Os resultados apontaram que há um crescente potencial de geração de energia elétrica excedente que pode ser usada para produção de hidrogênio eletrolítico, visto que os custos de produção do hidrogênio apresentaram-se próximos aos encontrados em outros estudos realizados, porém utilizando-se outras fontes de energia.

Este trabalho teve como objetivo contribuir para o desenvolvimento de um processo de destoxificação biológica do hidrolisado hemicelulósico de bagaço de cana-de-açúcar utilizando as leveduras Issatchenkia occidentalis CCTCC M 206097 e Issatchenkia orientalis CCTCC M 206098. Com este propósito, foi realizado testes com diferentes concentrações de hidrolisado hemicelulósico de bagaço de cana-de-açúcar e diferentes condições experimentais para avaliar a influência do fator de concentração e pH inicial do hidrolisado, temperatura e agitação do sistema, na eficiência da redução na concentração de compostos inibidores presentes no hidrolisado de bagaço de cana-de-açúcar, sem a redução na concentração de açúcares. As leveduras avaliadas apresentaram os maiores valores de redução na concentração dos inibidores e uma menor perda de açúcares quando utilizado o hidrolisado com fator de concentração 5. Nestes experimentos foram constatados que o aumento na concentração de D-glicose e D-xilose favoreceram o menor consumo destes açúcares por estas leveduras. Foi observado também que após 24 h de ensaio empregando a levedura I. occidentalis a redução na concentração de siringaldeído (66,67%) e ácido ferúlico (73,33%) foi maior quando destoxificado o hidrolisado concentrado. Entretanto, nestas mesmas condições ao empregar a levedura I. orientalis foi verificado uma redução maior na concentração de 5-hidroximetilfurfural (80%) e furfural (56,25%). Com base no potencial de redução destes compostos inibidores em hidrolisado de bagaço de cana-de-açúcar concentrado, foram realizados estudos para avaliar a influência do pH inicial do hidrolisado (4,0 a 7,0), temperatura (23 a 37°C) e agitação do sistema (100 a 300 rpm) na porcentagem de redução da concentração do total de inibidores, utilizando um planejamento fatorial 23 com 3 repetições no ponto central. De acordo com os resultados, verificou-se que independente do microrganismo utilizado como agente destoxificante do hidrolisado de bagaço de cana-de-açúcar a maior porcentagem de redução na concentração dos inibidores totais foi obtida ao empregar todos os fatores avaliados em seus níveis inferiores. Os resultados obtidos neste trabalho demonstraram o potencial das leveduras Issatchenkia occidentalis CCTCC M 206097 e Issatchenkia orientalis CCTCC M 206098 como agentes destoxificantes de hidrolisado hemicelulósico de bagaço de cana-de-açúcar. / This work had as the main objective contribute for the development of a biological detoxification of sugarcane bagasse hydrolysate using the Issatchenkia occidentalis CCTCC M 206097 and Issatchenkia orientalis CCTCC M 206098 yeasts. With this aim, it was done tests with hemicellulosic hydrolysate of sugarcane bagasse in different concentrations and different experimental conditions to evaluate the influence of the hydrolysate concentration, icicial pH of the hydrolysate, temperature and system agitation, on the efficiency of concentration reduction of inhibitory compound present in the sugarcane bagasse hydrolysate, without sugar concentration reduction. The evaluated yeasts showed more redutction values on the the inhibitors concentration and less sugar losses when it was used the hydrolysate five fold concentrated. At these experimets it was found that the concentration rise of D-glucose and D-Xylose favored a lower sugar consumption by the yeasts. It was also observed that after 24 h of experiment using I. occidentalis yeast the reduction of syringaldehyde concentraction (66,67%) and ferulic acid concentration (73,33%) was higher when the concentrated hydrolysate was detoxified. However, under the same conditions using I. orientalis it was observed a higher reduction on the 5-hydroxymethylfurfural (80%) and furfural (56,25%). Based on the potential reducion of these inhibitors in concentrated sugarcane bagasse hydrolysate, it was performed studies to evaluate the influence of initial pH (4,0 or 7,0), temperature (23 to 37°C) and system agitation (100 to 300 rpm) on the reduction percentage of total inhibitors concentration, using a factorial experimental design 23 with three repetitions in the central point. According to the results, it was observed that independent of the microrganism used as detoxificant agent of the sugarcane bagasse hydrolysate, the largest reduction percentage of the total inhibitors concentration was obtained using all the factors evaluated in their low levels. The results obtained in this work showed the potential of the yeasts Issatchenkia occidentalis CCTCC M 206097 and Issatchenkia orientalis CCTCC M 206098 asdetoxificant agent of hemicellulosic hydrolysate of sugarcane bagasse.

Apresenta-se neste trabalho a aplicação de turbogeradores instalados em usinas de açúcar e etanol como alternativa eficiente de complementaridade do sistema energético brasileiro e contribuição à utilização de recursos renováveis, além de fazer abordagem aos sistemas de cogeração para este tipo de aplicação. A biomassa da cana-de-açúcar dispõe de um potencial energético significativo e o trabalho visa abordar os recursos para transformação da energia química contida neste combustível em energias térmica e elétrica, úteis para o processo industrial das usinas de açúcar e etanol. Também são explorados os métodos de dimensionamento das termelétricas a vapor que operam em conjunto com o processo fabril destas indústrias. Adicionalmente são avaliados métodos para favorecer a eficiência energética dos projetos de cogeração nas indústrias sucroalcooleiras a fim de elevar o potencial de geração de bioeletricidade e contribuir com a rentabilidade global da usina por meio da comercialização desta energia. / This work presents the application of turbine generator sets installed in sugar and ethanol mills as an efficient alternative of complement of the Brazilian power system and contribution to the use of renewable resources, besides to cogeneration systems approach for this kind of application. The sugar cane biomass has a great energetic potential and the work aims to mention the transformation of the chemical energy contained in this fuel into thermal and electrical energy, useful for the sugar and ethanol industrial process. The design criteria of steam power plant operating together with the process of these industries are also explored. Additionally methods to improve the efficiency of the cogeneration projects in sugar and ethanol mills to increase the power generation potential are evaluated, contributing to the global profitability of the mill through the commercialization of this energy.

Made available in DSpace on 2017-05-12T14:47:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Maria Cristina Halmeman.pdf: 1179833 bytes, checksum: 64bd1e15425a905c181f5233403e74a0 (MD5) Previous issue date: 2008-02-08 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The object of this project was to verify the potential for the hydrogen production via water electrolysis by using the exceeding electrical energy resulting from the cogeneration process in alcohol and sugar plants. The studies were made from July to November/2007 in plants authorized by the ANEEL that use the sugar cane bagasse as fuel for the generation of thermal and electrical energy. The data were taken from each plant. The processing history of sugar cane for the last five years was verified and the calculations were made based on the values of the 2006/2007 harvest. The operation time of the plants was considered to be 202 days in average. The amount of sugar cane processed daily and the total of bagasse produced, electrical energy generated in a year and exceeding electrical energy were calculated for each plant. Along with the cost of the electrolysers, it was also obtained the energy consumption average value of 5.2 kWh to produce 1 Nm3 of hydrogen and a specific cost for the electrolysis plant that ranges from US$ 1,555 kW-1 to US$ 2,510 kW-1. The hydrogen production costs regarding the capacity of hydrogen production range from US$ 0.50 Nm-3 to US$ 0.75 Nm-3. The results show an increasing potential for the generation of exceeding electrical energy that can be used for the production of electrolytic hydrogen, since the costs for hydrogen production presented themselves to be similar to the ones found in other studies carried out, however, using other energy sources. / O objetivo deste trabalho foi verificar o potencial de produção de hidrogênio via eletrólise da água, aproveitando a energia elétrica excedente, resultante do processo de cogeração nas usinas de açúcar e álcool. O estudo foi realizado no período de julho a novembro de 2007, em usinas autorizadas pela ANEEL que utilizam o bagaço da cana-de-açúcar como combustível, para gerar energia térmica e elétrica. Os dados foram obtidos em cada usina. Verificou-se o histórico do processamento da cana-açúcar nos últimos cinco anos, sendo que os cálculos foram realizados com base nos valores da safra de 2006/2007. Considerou-se que o tempo de operação das usinas é, em média, 202 dias e foram calculados para cada usina: a quantidade de cana processada diariamente e o total de bagaço gerado, a energia elétrica gerada no ano e energia elétrica excedente. Com o custo dos eletrolisadores, obteve-se o valor médio de consumo de energia de 5,2 kWh para produzir 1 Nm3 de hidrogênio e o custo específico da planta de eletrólise de US$ 1,555 kW a US$ 2,510 kW. Os custos de produção do hidrogênio em função da capacidade de produção de hidrogênio são de US$ 0,50 Nm-3 a US$ 0,75 Nm-3. Os resultados apontaram que há um crescente potencial de geração de energia elétrica excedente que pode ser usada para produção de hidrogênio eletrolítico, visto que os custos de produção do hidrogênio apresentaram-se próximos aos encontrados em outros estudos realizados, porém utilizando-se outras fontes de energia.

O caldo de cana-de-açúcar é um líquido opaco, viscoso, de cor amarelada esverdeada, de composição química complexa e variável, é utilizado para produção de cachaça, rapadura, álcool e principalmente açúcar. Em sua composição possui além de açúcares uma série de compostos que conferem cor e que pode interferir na cor do produto final gerado, sendo que dentre estes compostos podemos citar a clorofila, compostos fenólicos e flavonoides. Para produção de um açúcar de boa qualidade e aceitação comercial, o caldo passa pelo processo de sulfitação, que promove a redução da cor do caldo através do contato deste com o anidrido sulfuroso (SO2), gerando um açúcar mais branco. No entanto, este açúcar por obter resíduos de enxofre, sofre restrições do mercado externo, o que vem incentivando o desenvolvimento de diversas técnicas alternativas de clarificação a fim de se produzir um açúcar mais branco e que atenda as exigências do mercado externo. Contudo, o presente trabalho avaliou o efeito da radiação por elétrons acelerados em caldo de cana-de-açúcar, comparando-os a testes preliminares realizados com caldo de cana-de-açúcar tratados com irradiação gama. As amostras foram irradiadas nas doses de 5, 10 e 20 kGy em ambos os tipos de radiação e foram comparadas com uma amostra controle in natura. Os resultados mostraram que houve um aumento significativo (p<0,05) dos compostos fenólicos em ambos os tratamentos, provavelmente por que ao sofrer irradiação os ácidos fenólicos se tornam mais disponíveis na matriz. Observou-se ainda aumento dos níveis de açúcares redutores (glicose e frutose) tanto para as amostras irradiadas com radiação gama como para feixe de elétrons, fato verificado por análises cromatográficas quantitativas realizadas no caldo de cana-de-açúcar tratado com feixe de elétrons. Foi ainda observado que embora tenha ocorrido algumas alterações significativas (p<0,05) quanto aos parâmetros, que caracterizam o perfil do caldo, avaliados com Brix, pH, acidez total titulável, o trabalho manteve seu propósito de redução da cor ICUMSA do caldo de cana-de-açúcar em ambos os tratamentos sendo que essa redução representou aproximadamente 49% da amostra controle em relação a dose irradiada a 20 kGy, para feixe de elétrons e cerca de 30% para amostras irradiadas em fonte de cobalto-60. Mostrando que ambas as técnicas são eficazes na redução da cor do caldo de cana-de-açúcar, sendo que o método de irradiação por acelerador de elétrons apresenta vantagens em relação à irradiação gama além de obter maior índice de redução da cor, é o método de maior produção (m3/h) e mais seguro, segundo as regras de proteção radiológica. / The sugar cane juice is a liquid opaque, viscous, yellowish green, its chemical composition is complex and variable, is used for the production of spirit, molasses, alcohol, and mainly sugar. In its composition the sugar cane juice has a series of compounds as sugars and many others compounds which produces color and can interfere in the color of the final product produced, and among these we can mention the chlorophyll, phenolic compounds and flavanoids. To produce a sugar of good commercial quality and acceptability the sugar cane juice pass to the process of sulfitation, which promotes the reduction of color of the juice by its contact with the SO2, making a sugar whiter. However, these sugars that have residue of sulfur suffer some restrictions on the foreign market. In this sense many techniques has been discussed, to looking for to produce a white sugar and that respect the requirements of the foreign markets. Although, this work evaluated the effect of radiation of electron beam in a sugar cane juice and compared this results with a preliminary tests with sugar cane juice treated with gamma irradiation. The samples were radiated at 5, 10 and 20 kGy doses in both of irradiation and compared a sample (control) without treatment. The results showed a significant increase (p<0.05) of phenolic compounds, in both treatments, probably because the radiation of sugar cane juice become phenolic acids more available in the juice. We also observed increased levels of reducing sugars (glucose and fructose) for the samples irradiated with gamma irradiation and for electron beam, a fact verified by quantitative chromatographic analyzes performed in the sugar cane juice treated with electron beam. Even that we observe that these treatments although has shown some significant changes to the parameters that characterizing the profile of the juice like Brix, pH, titratable acidity, was able to reduce de color ICUMSA of the sugar cane juice in both of treatments with irradiation. By electron beam irradiation, the sugarcane juice reduce about 49% its color, compared the control and the sample that receive dose of 20 kGy, and the gamma irradiation the juice reduced about 30% color the control compared with samples irradiated in 20 kGy. These results show us that both techniques are effective in reducing the color ICUMSA of the sugar cane juice, and the method of irradiation by electron accelerator has advantages in addition to gamma irradiation because also cause greater reduction color, is the method of higher production (m3 / h) and safer, according to the rules of radiological protection.

Resumo: O objetivo do presente trabalho foi avaliar diferentes sistemas de preparo do solo: Plantio Convencional (PC), Cultivo Mínimo (CM) e Plantio Direto (PD), dois níveis de palhada remanescente da cana-de-açúcar colhida mecanicamente, nos atributos físicos do solo, crescimento radicular e componentes de produtividade do amendoim. As cultivares IAC Tatu ST e Runner IAC 886 foram semeados no dia 23 de novembro de 2007, em Latossolo Vermelho distrófico no município de Guariba (SP). O delineamento experimental utilizado foi em blocos casualizados, com parcelas subsubdivididas com seis repetições. Os tratamentos foram constituídos por três diferentes sistemas de preparo do solo, dois níveis de palhada (sem e com) e três profundidades de coleta de solo: 0,03-0,06; 0,13-0,16 e 0,23-0,26 m, para determinação da resistência mecânica do solo à penetração, densidade e porosidade do solo, bem como, a determinação da estabilidade de agregados e crescimento radicular nas profundidades de 0-0,1 e 0,1-0,2 m. Os maiores valores de densidade do solo, resistência mecânica do solo à penetração e menor valor de macroporosidade encontrados no PD na camada mais superficial, influenciaram negativamente o crescimento radicular. A densidade de 1,44 Mg m-3 e resistência mecânica do solo à penetração de 1,56 MPa encontradas no PC na camada de 0,13-0,16 m limitou o crescimento das raízes abaixo dessa camada. O PD e o CM proporcionaram maior agregação do solo com relação ao PC, nas duas camadas avaliadas. Os sistemas de preparo onde as 15 t ha-1 de palhada remanescentes da cana-de-açúcar permaneceram sobre a superfície do solo sem incorporação, influenciou negativamente a produtividade e rendimento dos grãos do amendoim para os dois cultivares. / Abstract: The aim of this study was evaluate different soil tillage systems: conventional tillage (CT), chisel tillage (CHT) and no-tillage (NT) with and without straw remainder of sugarcane harvested mechanically, the soil physical properties, root growth and peanuts yield. The cultivars IAC Tatu ST and Runner IAC 886 were sowed in Haplustox on 27 november 2007 in the town Guariba-SP. Randomized complete block design in split-split- plots with six replications were used. Three different tillage systems, two straw level (with and without) and three depths: 0.03-0.06; 0.13-0.16 and 0.23-0.26 m, for determining the soil mechanical resistance to penetration, density and porosity. For determine root density, root surface, root diameter and root dry mass, soil samples were collected in two layers (0-0.10 and 0.10-0.20 m). Most value soil density, mechanical resistance to penetration and smaller values macroporosity found NT superficial soil layer negatively influenced root growth. The density of 1.44 Mg m-3 and mechanical resistance to penetration of 1.56 MPa found in the CT layer 0.13-0.16 m limited the roots growth downwards this layer. In the two layers evaluated, the NT and CHT provided greater soil aggregation in relation CT. The tillage systems where 15 t ha- 1 sugarcane straw remnants remained on the soil surface without incorporation, prevented the gynophore penetration in to soil negatively influency peanut productivity and grain yield / Orientador: Maria Aparecida Pessôa da Cruz Centurion / Coorientador: José Frederico Centurion / Banca: Gisele Herbst Vazquez / Banca: Edson Lazarini / Banca: Marlene Cristina Alves / Banca: Itamar Andrioli / Doutor

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.