Nos últimos anos verifica-se um aumento no sistema de colheita mecanizada e sem queima da cana-de-açúcar. Esse sistema modificou algumas características da colheita da canade- açúcar, uma vez que deixa sobre o solo diferentes quantidades de palha, que influem na incidência de luz no local e conseqüentemente na ocorrência e nas formas de manejo das plantas daninhas. O presente trabalho foi conduzido no Departamento de Produção Vegetal/ USP – ESALQ em duas etapas objetivando-se avaliar o efeito da luz na germinação das espécies de plantas daninhas Euphorbia heterophylla L., Eleusine indica (L.) Gaertn, Ipomoea nil (L.) Roth, Sida glazioviiK. Schum. e Brachiaria plantaginea (L.) Hitchc como também o efeito de diferentes quantidades de palha no controle destas espécies. A primeira fase foi desenvolvida em laboratório no qual foram feitos testes em câmara de germinação com a presença de luz e também na sua ausência. A contagem das plântulas germinadas foi realizada diariamente até a estabilização da germinação. O índice de velocidade de germinação das mesmas também foi avaliado logo após o teste de germinação. A segunda etapa do trabalho foi desenvolvida em casa de vegetação sendo instalado em 11/05/06, após o término do experimento em laboratório, utilizando-se diferentes quantidades de palha (0, 5, 10, 15 e 20 t.ha-1) para testar a germinação e emergência das espécies estudadas. As avaliações foram realizadas aos 15, 30 e 45 dias após o plantio das plantas daninhas através da contagem do número de plantas emersas, as quais foram cortadas rente ao solo determinando-se as biomassas fresca e seca. Posteriormente retirou-se a palha e avaliou-se o número de plântulas que não ultrapassaram a palha assim como a biomassa fresca e seca. De acordo com os resultados obtidos na primeira fase do experimento, pode-se concluir que as espécies estudadas não apresentaram comportamento fotoblástico, ou seja, germinam indiferentemente da presença ou da ausência de luz. Em relação à segunda fase, observou-se que a quantidade de palha de até 10 t.ha-1 não foi suficiente para impedir a germinação das espécies E. indica e B. plantaginea, somente acima desta quantidade é que houve uma redução na emergência das mesmas. Quanto às espécies E. heterophylla, I. nil e S. glaziovii verificou-se que estas tendem a manterem-se problemáticas mesmo sob grandes quantidades de palha (20 t.ha-1). / During the last years it has been observed an increase in the mechanical harvest without using fire of the sugar cane. This system has been modifying the characteristics of sugar cane, considering that leaves a straw harvest residue on the soil, which affects the light incidence on it and the occurrence and management of weeds. The present experiment was carried out in the Departmento de Produção Vegetal/ USP – ESALQ, in two phases, with the objective of evaluating the effect of the light incidence in the germination of the weeds Euphorbia heterophylla L., Eleusine indica (L.) Gaertn, Ipomoea nil (L.) Roth, Sida glaziovii K. Schum. and Brachiaria plantaginea (L.) Hitchc, and to evaluate the effect of different amounts of sugar cane straw harvest residue on the soil to the control of these weeds. The first phase was carried out in the lab chamber, testing the germination with the presence or absence of light. The germinated plants were evaluated daily until the stabilization of the germination. The germination speed index was also evaluated after the end of the germination. The second phase of this experiment was carried out under greenhouse conditions in 11/05/06 right after the lab phase finished, using different amounts of sugar cane straw harvest residue (0, 5, 10, 15 e 20 t.ha-1) to evaluate the germination and emergence of the species. The evaluations were done on the 15th, 30th and 45th days after the weeds had been sown, the emerged plants were counted, cut near the soil surface and the fresh and the dry biomasses were determined. Later after the straw harvest residue was removed, the number of plants which did not surpass the amount of straw were evaluated and the fresh and dry biomasses were determined. According to the results obtained in the first phase of the experiment, it might be concluded that the studied species did not present a photoblastic behavior, or in other words, the presence or absence of light did not affect the germination. Relating to the second phase, it was observed that the amount of straw harvest residue of 10 t.ha-1 was not enough to stop the germination and emergence of the species E. indica e B. plantaginea, it was only above this quantity that their germination was reduced. Relating to the species E. heterophylla, I. nil and S. glaziovii, it was observed that they tend to be a problem even under bigger amounts of straw harvest residue (20 t.ha-1).

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:35:00Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2004-12-13Bitstream added on 2014-06-13T19:44:46Z : No. of bitstreams: 1 tofoli_gr_dr_botfca.pdf: 568908 bytes, checksum: ed0b55b691689844a5da0856af125f5f (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / O tebuthiuron é um herbicida residual amplamente utilizado na cana-de-açúcar cultivada no sistema tradicional, em aplicações de pré-emergência das plantas daninhas, para controle das principais espécies anuais infestantes à cultura. Em áreas de cana, colhida mecanicamente, ou seja, sem queima da palhada (cana-crua), o comportamento do herbicida quando aplicado diretamente sobre a palha ainda é pouco conhecido. Nesta situação parte do herbicida fica retido na palha e parte atinge o solo em quantidades que são dependentes da qualidade e quantidade da palha e do período e intensidade de chuvas após aplicação. Para maior compreensão desse comportamento avaliou-se neste trabalho a dinâmica do tebuthiuron aplicado sobre a palha de cana-de-açúcar, em diferentes períodos e intensidades de chuvas simuladas após a aplicação. Foram conduzidos quatro experimentos instalados em delineamento experimental inteiramente casualizado, com quatro repetições, avaliou-se no primeiro a lixiviação do herbicida apenas com advento da pulverização sobre 0; 1; 2; 4; 6; 8; 10; 15 e 20 t.ha-1 de palha. No segundo avaliou-se a lixiviação do herbicida em 5; 10 e 15 t.ha-1 de palha, simulando-se chuvas equivalentes a 2,5; 5,0; 10,0; 15,0; 20,0; 35,0; 50,0 e 65,0 mm de precipitação, um dia após a aplicação (DAA). No terceiro, estudou-se o efeito de diferentes períodos de permanência (0; 1; 7; 14 e 28 DAA) do tebuthiuron na palha (10 t.ha-1) em função das mesmas precipitações simuladas no segundo experimento além da simulação de 20 mm aos 7 e mais 20 mm aos 14 DAA. No quarto avaliou-se a lixiviação do herbicida aplicado sobre 10 t.ha-1 de palha, recebendo posteriormente como tratamento uma simulação de chuva de 20 mm de precipitação e em outro 20 mm de precipitação com vinhaça, um dia após a aplicação. Em todos os experimentos, a quantificação do tebuthiuron foi... . / The tebuthiuron is a residual herbicide recommended in pre-emergence application for weed control of sugar cane crops, but up to now, the behavior of this herbicide on the straw left on the soil surface of sugar cane areas harvested mechanically without burning is not very known. When a herbicide is applied directly on the straw, part of it, is retained and part may reach the soil, depending on the amount of straw, intensity of rainfalls and time interval after application. In order to better understand the tebuthiuron behavior, this study evaluated the deposition and leaching of tebuthiuron applied in sugar cane straw in different time intervals and different intensity of rainfalls after its application. Four trials were carried out to understand the deposition and leaching of tebuthiuron, using a completely randomized statistical design with four replications. The first trial evaluated the herbicide leaching in 0; 1; 2; 4; 6; 8; 10; 15 and 20 t.ha-1 of straw at the moment of application; the second trial evaluated the herbicide transposition in 5; 10 and 15 t.ha-1 of straw, simulating a rainfall equivalent to 2.5; 5.0; 10.0; 15.0; 20.0; 35.0; 50.0 and 65.0 mm, one day after the tebuthiuron application (DAA). The third trial evaluated the effect of different times of tebuthiuron permanence (0; 1; 7; 14 and 28 DAA) on the straw (10 t.ha-1) in function of the same simulated precipitations as in the second trial and 20 mm of rainfall at 7 and 14 DAA. The fourth trial studied the herbicide leaching applied in 10 t.ha-1 of straw, postpone simulated a rainfall at 20 mm using water, and another treatment with 20 mm of simulated rainfall using vinasse one day after the tebuthiuron application (DAA). In all these studies, the quantification of the herbicide was accomplished by HPLC. The deposition and leaching studies showed that the highest amounts of straw had the lowest amounts... (Complete abstract, click electronic address below).

Orientador: Edivaldo Domingues Velini / Banca: Edivaldo Domingues Velini / Banca: Dagoberto Martins / Banca: José Claudionir de Carvalho / Banca: Eduardo Antonio Dolhe da Costa / Banca: Fernando Tadeu de Carvalho / Resumo: O tebuthiuron é um herbicida residual amplamente utilizado na cana-de-açúcar cultivada no sistema tradicional, em aplicações de pré-emergência das plantas daninhas, para controle das principais espécies anuais infestantes à cultura. Em áreas de cana, colhida mecanicamente, ou seja, sem queima da palhada (cana-crua), o comportamento do herbicida quando aplicado diretamente sobre a palha ainda é pouco conhecido. Nesta situação parte do herbicida fica retido na palha e parte atinge o solo em quantidades que são dependentes da qualidade e quantidade da palha e do período e intensidade de chuvas após aplicação. Para maior compreensão desse comportamento avaliou-se neste trabalho a dinâmica do tebuthiuron aplicado sobre a palha de cana-de-açúcar, em diferentes períodos e intensidades de chuvas simuladas após a aplicação. Foram conduzidos quatro experimentos instalados em delineamento experimental inteiramente casualizado, com quatro repetições, avaliou-se no primeiro a lixiviação do herbicida apenas com advento da pulverização sobre 0; 1; 2; 4; 6; 8; 10; 15 e 20 t.ha-1 de palha. No segundo avaliou-se a lixiviação do herbicida em 5; 10 e 15 t.ha-1 de palha, simulando-se chuvas equivalentes a 2,5; 5,0; 10,0; 15,0; 20,0; 35,0; 50,0 e 65,0 mm de precipitação, um dia após a aplicação (DAA). No terceiro, estudou-se o efeito de diferentes períodos de permanência (0; 1; 7; 14 e 28 DAA) do tebuthiuron na palha (10 t.ha-1) em função das mesmas precipitações simuladas no segundo experimento além da simulação de 20 mm aos 7 e mais 20 mm aos 14 DAA. No quarto avaliou-se a lixiviação do herbicida aplicado sobre 10 t.ha-1 de palha, recebendo posteriormente como tratamento uma simulação de chuva de 20 mm de precipitação e em outro 20 mm de precipitação com vinhaça, um dia após a aplicação. Em todos os experimentos, a quantificação do tebuthiuron foi... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo). / Abstract: The tebuthiuron is a residual herbicide recommended in pre-emergence application for weed control of sugar cane crops, but up to now, the behavior of this herbicide on the straw left on the soil surface of sugar cane areas harvested mechanically without burning is not very known. When a herbicide is applied directly on the straw, part of it, is retained and part may reach the soil, depending on the amount of straw, intensity of rainfalls and time interval after application. In order to better understand the tebuthiuron behavior, this study evaluated the deposition and leaching of tebuthiuron applied in sugar cane straw in different time intervals and different intensity of rainfalls after its application. Four trials were carried out to understand the deposition and leaching of tebuthiuron, using a completely randomized statistical design with four replications. The first trial evaluated the herbicide leaching in 0; 1; 2; 4; 6; 8; 10; 15 and 20 t.ha-1 of straw at the moment of application; the second trial evaluated the herbicide transposition in 5; 10 and 15 t.ha-1 of straw, simulating a rainfall equivalent to 2.5; 5.0; 10.0; 15.0; 20.0; 35.0; 50.0 and 65.0 mm, one day after the tebuthiuron application (DAA). The third trial evaluated the effect of different times of tebuthiuron permanence (0; 1; 7; 14 and 28 DAA) on the straw (10 t.ha-1) in function of the same simulated precipitations as in the second trial and 20 mm of rainfall at 7 and 14 DAA. The fourth trial studied the herbicide leaching applied in 10 t.ha-1 of straw, postpone simulated a rainfall at 20 mm using water, and another treatment with 20 mm of simulated rainfall using vinasse one day after the tebuthiuron application (DAA). In all these studies, the quantification of the herbicide was accomplished by HPLC. The deposition and leaching studies showed that the highest amounts of straw had the lowest amounts... (Complete abstract, click electronic address below). / Doutor

Nos últimos anos verifica-se um aumento no sistema de colheita mecanizada e sem queima da cana-de-açúcar. Esse sistema modificou algumas características da colheita da canade- açúcar, uma vez que deixa sobre o solo diferentes quantidades de palha, que influem na incidência de luz no local e conseqüentemente na ocorrência e nas formas de manejo das plantas daninhas. O presente trabalho foi conduzido no Departamento de Produção Vegetal/ USP – ESALQ em duas etapas objetivando-se avaliar o efeito da luz na germinação das espécies de plantas daninhas Euphorbia heterophylla L., Eleusine indica (L.) Gaertn, Ipomoea nil (L.) Roth, Sida glazioviiK. Schum. e Brachiaria plantaginea (L.) Hitchc como também o efeito de diferentes quantidades de palha no controle destas espécies. A primeira fase foi desenvolvida em laboratório no qual foram feitos testes em câmara de germinação com a presença de luz e também na sua ausência. A contagem das plântulas germinadas foi realizada diariamente até a estabilização da germinação. O índice de velocidade de germinação das mesmas também foi avaliado logo após o teste de germinação. A segunda etapa do trabalho foi desenvolvida em casa de vegetação sendo instalado em 11/05/06, após o término do experimento em laboratório, utilizando-se diferentes quantidades de palha (0, 5, 10, 15 e 20 t.ha-1) para testar a germinação e emergência das espécies estudadas. As avaliações foram realizadas aos 15, 30 e 45 dias após o plantio das plantas daninhas através da contagem do número de plantas emersas, as quais foram cortadas rente ao solo determinando-se as biomassas fresca e seca. Posteriormente retirou-se a palha e avaliou-se o número de plântulas que não ultrapassaram a palha assim como a biomassa fresca e seca. De acordo com os resultados obtidos na primeira fase do experimento, pode-se concluir que as espécies estudadas não apresentaram comportamento fotoblástico, ou seja, germinam indiferentemente da presença ou da ausência de luz. Em relação à segunda fase, observou-se que a quantidade de palha de até 10 t.ha-1 não foi suficiente para impedir a germinação das espécies E. indica e B. plantaginea, somente acima desta quantidade é que houve uma redução na emergência das mesmas. Quanto às espécies E. heterophylla, I. nil e S. glaziovii verificou-se que estas tendem a manterem-se problemáticas mesmo sob grandes quantidades de palha (20 t.ha-1). / During the last years it has been observed an increase in the mechanical harvest without using fire of the sugar cane. This system has been modifying the characteristics of sugar cane, considering that leaves a straw harvest residue on the soil, which affects the light incidence on it and the occurrence and management of weeds. The present experiment was carried out in the Departmento de Produção Vegetal/ USP – ESALQ, in two phases, with the objective of evaluating the effect of the light incidence in the germination of the weeds Euphorbia heterophylla L., Eleusine indica (L.) Gaertn, Ipomoea nil (L.) Roth, Sida glaziovii K. Schum. and Brachiaria plantaginea (L.) Hitchc, and to evaluate the effect of different amounts of sugar cane straw harvest residue on the soil to the control of these weeds. The first phase was carried out in the lab chamber, testing the germination with the presence or absence of light. The germinated plants were evaluated daily until the stabilization of the germination. The germination speed index was also evaluated after the end of the germination. The second phase of this experiment was carried out under greenhouse conditions in 11/05/06 right after the lab phase finished, using different amounts of sugar cane straw harvest residue (0, 5, 10, 15 e 20 t.ha-1) to evaluate the germination and emergence of the species. The evaluations were done on the 15th, 30th and 45th days after the weeds had been sown, the emerged plants were counted, cut near the soil surface and the fresh and the dry biomasses were determined. Later after the straw harvest residue was removed, the number of plants which did not surpass the amount of straw were evaluated and the fresh and dry biomasses were determined. According to the results obtained in the first phase of the experiment, it might be concluded that the studied species did not present a photoblastic behavior, or in other words, the presence or absence of light did not affect the germination. Relating to the second phase, it was observed that the amount of straw harvest residue of 10 t.ha-1 was not enough to stop the germination and emergence of the species E. indica e B. plantaginea, it was only above this quantity that their germination was reduced. Relating to the species E. heterophylla, I. nil and S. glaziovii, it was observed that they tend to be a problem even under bigger amounts of straw harvest residue (20 t.ha-1).

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.

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.