A vinhaça é o resíduo mais abundante gerado no processo de produção de etanol, sendo que a cada litro de etanol são gerados de 10 a 18 litros de vinhaça. Sua disposição é tema de grande preocupação, por sua elevada carga de matéria orgânica e o pH ácido. Embora seja um resíduo poluente, contém macronutrientes que podem ser usados para o cultivo de micro-organismos úteis aos seres humanos como é o caso apresentado neste trabalho, onde a vinhaça foi utilizada para cultivo da microalga Scenedesmus sp. As microalgas são apontadas como uma alternativa promissora para substituição dos combustíveis fósseis. Entretanto, seu custo ainda é elevado devido a vários fatores, dentre os quais os nutrientes que devem ser fornecidos para crescimento. Assim, o uso de rejeitos como fonte de nutrientes pode auxiliar a reduzir este balanço desfavorável. Este trabalho teve como objetivo avaliar a viabilidade técnica de produção da Scenedesmus sp. para tratar vinhaça de etanol de cana de açúcar. Inicialmente, testou-se a viabilidade de crescimento da microalga nesses meios. Uma vez corroborado que é possível seu crescimento, foram realizados planejamentos experimentais que avaliaram os fatores que influenciam no crescimento. O planejamento fatorial demonstrou que é possível cultivar microalgas em concentrações de até 40% de vinhaça. O planejamento composto central rotacional demonstrou o seguinte: a intensidade luminosa e a porcentagem de vinhaça influenciam na quantidade de biomassa a ser produzida, e a temperatura, entre 20 e 35°C, não tem um efeito significativo quando se trabalha com porcentagens menores que 40% de vinhaça. Foram analisados parâmetros como o DBO, conteúdo de nitrogênio e fósforo, que demonstraram que fotobiorreatores com até 32% geram vinhaça tratada com valores de DBO menores que 106 mg/L, conseguindo remover até 96% de nitrogênio e 99,9% de fósforo. Como dado adicional se avaliou os métodos de espectrofotometria e espectroscopia de fluorescência, que se mostraram métodos adequados para acompanhar o crescimento microalgal em fotobiorreatores. / Vinasse is one of the most polluting wastes generated in the process of ethanol production,with each liter of ethanol are generated between 10 to 18 liters os vinasse. Its suitable disposal is an issue of great concern due to its high load of organic matter and acidity. Although this is a polluting waste, contains nutrients which can be used for cultivation of micro-organisms that may be useful to humans as is the case presented in this work, where vinasse was used for cultivation of the microalgae Scenedesmus sp. Microalgae are currently reported in the literature as a promising alternative to replace fossil fuels. However, its cost is still high due to several factors, such as the nutrients that must be supplied for growth. Thus, the use of waste as a source of nutrients may assist in reducing this unfavorable balance. This study aimed to evaluate the technical feasibility of production of microalgae Scenedesmus sp. to treat ethanol stillage. First, cultivations with different percentages of vinasse were done aiming to verify wether they are able to grow in medium supplemented with vinasse. The factorial design has shown that it is possible to cultivate microalgae at concentrations up to 40% of vinasse in the culture medium. The central composite design showed that light intensity and percentage of vinasse influence the amount of biomass to be produced. Additionally, the temperature between 20 and 35°C has not a significant effect when working with percentages smaller than 40% of vinasse. The analyzed parameters were BOD, nitrogen and phosphorus content demonstrated that photobioreactors with up to 32% vinasse generate vinasse treated with BOD values lower than 106 mg/L achieving a remotion of 96% nitrogen and 99.9% phosphorus. Finally, it was also shown that spectrophotometry and 2D fluorescence spectroscopy are suitable methods for monitoring the microalgae growth.

A vinhaça é o resíduo mais abundante gerado no processo de produção de etanol, sendo que a cada litro de etanol são gerados de 10 a 18 litros de vinhaça. Sua disposição é tema de grande preocupação, por sua elevada carga de matéria orgânica e o pH ácido. Embora seja um resíduo poluente, contém macronutrientes que podem ser usados para o cultivo de micro-organismos úteis aos seres humanos como é o caso apresentado neste trabalho, onde a vinhaça foi utilizada para cultivo da microalga Scenedesmus sp. As microalgas são apontadas como uma alternativa promissora para substituição dos combustíveis fósseis. Entretanto, seu custo ainda é elevado devido a vários fatores, dentre os quais os nutrientes que devem ser fornecidos para crescimento. Assim, o uso de rejeitos como fonte de nutrientes pode auxiliar a reduzir este balanço desfavorável. Este trabalho teve como objetivo avaliar a viabilidade técnica de produção da Scenedesmus sp. para tratar vinhaça de etanol de cana de açúcar. Inicialmente, testou-se a viabilidade de crescimento da microalga nesses meios. Uma vez corroborado que é possível seu crescimento, foram realizados planejamentos experimentais que avaliaram os fatores que influenciam no crescimento. O planejamento fatorial demonstrou que é possível cultivar microalgas em concentrações de até 40% de vinhaça. O planejamento composto central rotacional demonstrou o seguinte: a intensidade luminosa e a porcentagem de vinhaça influenciam na quantidade de biomassa a ser produzida, e a temperatura, entre 20 e 35°C, não tem um efeito significativo quando se trabalha com porcentagens menores que 40% de vinhaça. Foram analisados parâmetros como o DBO, conteúdo de nitrogênio e fósforo, que demonstraram que fotobiorreatores com até 32% geram vinhaça tratada com valores de DBO menores que 106 mg/L, conseguindo remover até 96% de nitrogênio e 99,9% de fósforo. Como dado adicional se avaliou os métodos de espectrofotometria e espectroscopia de fluorescência, que se mostraram métodos adequados para acompanhar o crescimento microalgal em fotobiorreatores. / Vinasse is one of the most polluting wastes generated in the process of ethanol production,with each liter of ethanol are generated between 10 to 18 liters os vinasse. Its suitable disposal is an issue of great concern due to its high load of organic matter and acidity. Although this is a polluting waste, contains nutrients which can be used for cultivation of micro-organisms that may be useful to humans as is the case presented in this work, where vinasse was used for cultivation of the microalgae Scenedesmus sp. Microalgae are currently reported in the literature as a promising alternative to replace fossil fuels. However, its cost is still high due to several factors, such as the nutrients that must be supplied for growth. Thus, the use of waste as a source of nutrients may assist in reducing this unfavorable balance. This study aimed to evaluate the technical feasibility of production of microalgae Scenedesmus sp. to treat ethanol stillage. First, cultivations with different percentages of vinasse were done aiming to verify wether they are able to grow in medium supplemented with vinasse. The factorial design has shown that it is possible to cultivate microalgae at concentrations up to 40% of vinasse in the culture medium. The central composite design showed that light intensity and percentage of vinasse influence the amount of biomass to be produced. Additionally, the temperature between 20 and 35°C has not a significant effect when working with percentages smaller than 40% of vinasse. The analyzed parameters were BOD, nitrogen and phosphorus content demonstrated that photobioreactors with up to 32% vinasse generate vinasse treated with BOD values lower than 106 mg/L achieving a remotion of 96% nitrogen and 99.9% phosphorus. Finally, it was also shown that spectrophotometry and 2D fluorescence spectroscopy are suitable methods for monitoring the microalgae growth.

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PETROBRAS, BIOGÁS, Brasil

Orientador: Luiz Antonio Viotto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-17T12:07:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Eca_KalianaSitonio_M.pdf: 2250029 bytes, checksum: e8379ef16c1d5fd8ddcf0ec85028e915 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: O uso da vinhaça, como fonte de nutrientes, matéria orgânica e água, foi uma das grandes revoluções no manejo da cultura da cana-de-açúcar. Ela é o principal efluente das destilarias de álcool e sua importância está também relacionada à economia de fertilizantes. A normativa P4.231 fez com que o setor sucroalcooleiro se preparasse para aplicar a vinhaça em distâncias maiores sendo que uma das soluções para o transporte de grandes volumes de vinhaça é o seu uso na forma concentrada nestas áreas. Em conseqüência do contexto estabelecido, o objetivo desse trabalho foi concentrar vinhaça por microfiltração (MF) seguido de ultrafiltração (UF) e nanofiltração (NF) direta. Os ensaios foram conduzidos em uma unidade laboratorial a 60ºC e 500 rpm. O desempenho dos processos foi avaliado através da retenção de sólidos totais e fluxo de permeado. Para MF, as membranas poliméricas de celulose (CEL) de 100 kDa e polietersulfona (PES) de 0,05 µm, foram submetidas às pressões de 1,8 e 2,6 até fator de concentração (FC) igual a 4, sendo o permeado direcionado para a UF, com membranas de CEL de 10kDa e 30kDa e PES de 10kDa, 30kDa e 50kDa, nas pressões de 3, 4 e 5 bar até FC igual a 2. Para NF direta, foram utilizadas as membranas de PES de 300 Da, 500 Da e 1000 Da, nas pressões de 15, 25 e 35 bar até FC igual a 4. Os resultados da MF mostraram retenções de 34% a 41% e fluxos de permeado estabilizados por volta de 34 kg/h.m² para a celulose de 100kDa e 17 kg/h.m² para a PES de 0,05 µm, a FC=4. O processo selecionado na MF e submetidos à UF foi a celulose 100 kDa a 1,8 bar. Os resultados mostraram que a concentração por MF seguida de UF teve baixa retenção mas foi efetivo para o preparo do permeado resultando em altos fluxos na UF. Maiores retenções de sólidos totais foram obtidas na NF direta, de 75 a 85%, que também apresentou retenções satisfatórias de minerais. Os fluxos na NF se estabilizaram por volta de 45 kg/h.m², com FC=4. Concluiu-se que os processos de NF direta apresentaram os melhores desempenhos quando utilizada a pressão de 35 bar. Tanto concentrados finais obtidos pela MF seguida de UF como o da NF direta podem ser utilizados para aplicação em áreas mais distantes das usinas visto que apresentaram concentrações de 3,2 e 7,8% de sólidos totais, respectivamente. Além disso, todos os permeados estéreis formados poderão ser concentrados posteriormente ou utilizados em outros processos / Abstract: The use of vinasse as a source of nutrients, organic matter and water, was one of the greatest revolutions in the management of sugar cane crop. It is the main effluent from alcohol distilleries and its importance is also related to the economy with fertilizer. The technical guidelines P4.231 made the sugar cane sector to carry the vinasse to long-distance areas and a solution to reduce transportation costs is its use in concentrated form. Inside this context, the objective of this work was to study the concentration of vinasse by microfiltration (MF) followed by ultrafiltration (UF) and nanofiltration (NF) directly. The process was carried out in a laboratory unit at 60ºC and 500 rpm. The process effectiveness was evaluated by the permeate flux and total solids concentration. For MF, the polymeric membranes used were cellulose 100 kDa (CEL) and PES 0.05 µm, at 1.8 and 2.6 bar until concentration factors (CF) of 4. Selected permeate from the MF was subjected to UF, for which 10 kDa, 30 kDa e 50 kDa molecular weight cut off PES and CEL membranes were evaluated, under three pressure conditions ( 3, 4 and 5 bar) until CF of 2. For NF directly, the membranes used were PES of 300 Da, 500 Da and 1000 Da, at 15, 25 and 35 bar until CF=4. Results of MF showed retention coefficients in the range of 34-41% and permeate flux stabilized around 34 kg/m².h for CEL and 17 kg/m².h for PES at CF=4. The selected MF process was cellulose 100 kDa at 1.8 bar. Results showed that the concentration by MF followed by UF had little changes on total solids retention, but was quite effective to prepare the permeate for concentration by UF, resulting in higher flux. Highest solids retentions were obtained in NF directly, 75-85%, and also satisfactory minerals retentions. The permeate flux stabilized around 45 kg/m².h at CF=4 for the NF. It was concluded that the best performance was with NF directly can allow its transportation to long-distance areas from distilleries with reduced costs, in which showed total solids concentrations of 3,2 and 7,8%, respectively. Also all sterile permeate may be concentrated and further used in other processes / Mestrado / Engenharia de Alimentos / Mestre em Engenharia de Alimentos

Orientador: Luiz Antonio Viotto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-17T20:45:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rosa_MariaTherezadeMoraesGomes_M.pdf: 1538423 bytes, checksum: cedbaaa02603373443d0a6b048ba55ca (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: A aplicação de vinhaça na lavoura, como fertirrigação, é prática adotada e muito difundida entre as destilarias brasileiras, existindo inúmeros estudos que comprovam os resultados positivos na produtividade agrícola. Mas devido à normativa CETESB P4.231 o setor sucroalcooleiro se prepara para transportar a vinhaça para distâncias maiores e uma das soluções para o transporte de grandes volumes de vinhaça é o seu uso na forma concentrada nestas áreas. Dentro deste contexto, o objetivo deste trabalho foi concentrar vinhaça utilizando microfiltração (MF) seguida de nanofiltração (NF). Os ensaios foram conduzidos em uma unidade laboratorial à 60ºC e 500 rpm. Para MF, as membranas poliméricas de Celulose (CEL) de 100 kDa e de Polifluoreto de Vinilideno (PVDF) de 0,2 µm, foram submetidas às pressões de 1,0; 1,8; 2,6 e 3,4 bar até fator de concentração (FC) igual a 4, sendo o permeado selecionado direcionado para a NF, usando membranas de Polietersulfona (PES) de 300 Da, 500 Da e 1000 Da e pressões de 15, 25 e 35 bar, até FC igual a 2. O desempenho das membranas foi avaliado através da retenção de sólidos totais e fluxo de permeado. Os resultados da MF mostraram retenções de sólidos totais de 35 a 40% e fluxos de permeado estabilizados por volta de 35 kg/m².h a FC=4. Os permeados selecionados na MF foram com membranas de CEL de 100 kDa a 1,8 bar e de PVDF de 0,2 µm a 1 bar sendo submetidos à NF. As retenções de sólidos totais obtidas na NF foram de 47-75%, sendo as maiores observadas para a membrana de PES de 500 Da. O fluxo de permeado variou de 28,9 a 183,2 kg/m².h a FC=2, no qual o aumento da pressão transmembrana ocasionou o aumento do fluxo e os melhores resultados foram observados para membrana de PES 1000 Da a 35 bar. Os fluxos de permeado obtidos na MF apresentaram curvas típicas de permeação e na NF fluxos paradoxais. Concluiu-se que os processos que apresentaram melhor desempenho global foram com a membrana de CEL 100 kDa a 1,8 bar seguida de PES 1000 Da a 35 bar e PVDF 0,2 µm a 1 bar seguida de PES 1000 Da a 35 bar. O concentrado final apresentou por volta de 3,9% de sólidos totais aumentado a sua concentração para aplicação em áreas mais distantes das usinas e todos os permeados estéreis formados poderão ser concentrados posteriormente ou utilizados em outros processos / Abstract: The application of vinasse on sugar cane plantations as fertirrigation is a practice widespread among alcohol distilleries in Brazil, supported by numerous studies that prove the effectiveness in agricultural productivity. Due to technical guidelines CETESB P4.231 the sugar cane sector has been prepared to carry the vinasse to long-distance areas and a solution to reduce transportation costs is its use in concentrated form on these areas. Inside this context, this study aimed to concentrate vinasse by microfiltration (MF) followed by nanofiltration (NF). The process was carried out in a laboratory unit at 60ºC and 500 rpm. For MF, the polymeric membranes used were Cellulose (CEL) 100 kDa and Polyvinylidene Fluoride (PVDF) 0.2 µm, at 1.0; 1.8; 2.6 and 3.4 bar until concentration factors (CF) of 4. Selected permeate from the MF was subjected to NF, for which 300 Da, 500 Da and 1000 Da molecular weight cut off Polyethersulfone (PES) membranes were evaluated, under three pressure conditions, 15, 25 and 35 bar until CF of 2. The process effectiveness was evaluated by the permeate flux and total solids concentration. Results of MF showed retention coefficients in the range of 35-40% and permeate flux stabilized around 35 kg/m².h at CF=4. The selected MF processes were CEL 100 kDa at 1.8 bar and PVDF 0.2 µm at 1 bar. Retentions in NF around 47-75% and the highest retentions were observed for PES 500 Da. Highest flux ranged from 28.9 to 183.2 kg/m².h at CF=2, at which the increase of transmembrane pressure resulted in higher fluxes and the best results were observed for PES 1000 Da at 35 bar. Permeate fluxes obtained through MF showed typical permeation and for NF flux-paradox was observed. It was concluded that the best overall performance was with CEL 100 kDa at 1.8 bar followed by PES 1000 Da at 35 bar and PVDF 0.2 µm at 1 bar followed by PES 1000 Da at 35 bar. The final retentates had about 3.9% of total solids, the increase in the vinasse concentration may allow its transportation to long-distance areas from distilleries with reduced costs. Also all sterile permeate may be concentrated and further used in other processes / Mestrado / Engenharia de Alimentos / Mestre em Engenharia de Alimentos

Orientador: Sandra Cristina dos Santos Rocha / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-15T13:40:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rosa_GabrielaSilveirada_M.pdf: 1952306 bytes, checksum: 6e39c34ab96794dd18a4ddc2c6083579 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: A uréia é o fertilizante nitrogenado mais utilizado no Brasil, e seu uso tem aumentado nas últimas décadas. O recobrimento das partículas de uréia é realizado, principalmente, para que o nitrogênio tenha uma liberação lenta, aumentando assim seu tempo de disponibilidade para as plantas. O objetivo deste trabalho foi recobrir os grânulos de uréia com uma suspensão aquosa de natureza polimérica em leito de jorro, a fim de minimizar as perdas de nitrogênio (amônia) por volatilização. O desenvolvimento do trabalho consistiu em: caracterizar as partículas de uréia; formular e caracterizar a suspensão de recobrimento; estudar a fluidodinâmica da partícula no leito de jorro; desenvolver um planejamento experimental do tipo composto central rotacional para o recobrimento; e avaliar a liberação de nitrogênio por volatilização. As variáveis estudadas no planejamento foram: temperatura do ar de jorro (Tar), vazão da suspensão de recobrimento (Ws) e pressão do ar de atomização (Pat); e como respostas avaliou-se a eficiência do recobrimento e o crescimento da partícula. Os resultados para a eficiência do processo de recobrimento e crescimento da partícula ficaram na faixa de 44 a 74 % e 1,1 a 2,6 %, respectivamente. Após a realização do planejamento experimental, fazendo uso das condições otimizadas, determinou-se a cinética de crescimento da partícula, obtendo-se um coeficiente de crescimento linear de 1,13.10-3 min-1. Nestas mesmas condições realizou-se o recobrimento utilizando vinhaça, em substituição à água, na suspensão de recobrimento, resultando em valores de eficiência e crescimento similares aos obtidos com o uso da suspensão aquosa. As análises de volatilidade mostraram que o filme de recobrimento proporcionou diminuição das perdas por volatilização na faixa de 3 a 57 %, sendo estes resultados bastante satisfatórios. As análises obtidas por microscopia eletrônica de varredura demonstraram que o filme formado sobre as partículas recobriu toda superfície de forma uniforme e homogênea / Abstract: Urea is the most used nitrogen fertilizer in Brazil, and its use has been increasing in the last decades. The coating of urea particles is accomplished, mainly, to obtain slow liberation of the nitrogen content, increasing its availability for the plants. The aim of this work was to analyze the urea particles coating with an aqueous polymeric suspension in spouted bed, in order to minimize nitrogen (ammonia) losses by volatilization. The development of the work consisted in: physically characterizing the urea particles; formulating and characterizing the coating suspension; studying the fluid-dynamic of the particles in the spouted bed; developing a central composite rotatable design (CCRD) of experiments for the coating process; and evaluating the nitrogen release by volatilization. The effects of inlet air temperature, coating suspension flow rate and atomizing air pressure on the coating process efficiency and on particle growth were analyzed. The results showed efficiency and particle growth in the range of 44 to 74 % and 1.1 to 2.6 %, respectively. The urea growth kinetics during coating was determined for the optimal operating conditions and a linear growth coefficient of 1.13.10-3 min-1 was obtained. At these same optimal conditions, the coating was carried out using vinasse in the formulation of the suspension, in substitution to the water. Similar results for efficiency and particle growth were obtained compared to the ones using the aqueous suspension. The volatilization analyses showed that the polymer film coating provided a decrease of the nitrogen loss in the range of 3 to 57 %, being these results well satisfactory. The quality of the coated surface was analyzed by scanning electronic microscopy (SEM) and showed uniform and homogeneous distribution of coating layer / Mestrado / Engenharia de Processos / Mestre em Engenharia Química

A obtenção de etanol a partir de rotas alcoolquímicas consagradas gera resíduos com potencial de aproveitamento, tanto em outros setores produtivos como no ciclo produtivo do próprio combustível. Este é o caso de torta de filtro e vinhaça. A vinhaça em particular costuma ser devolvida ao campo com o intuito de ajustar teores nutricionais do solo no cultivo da cana. No entanto, estudos ambientais destacam que esta alternativa traz efeitos negativos sobre os meios receptores (água e solo), condição que abre a perspectiva para exploração de usos alternativos dessas substâncias. Este estudo se propôs a contribuir para o tema ao avaliar de forma sistêmica o desempenho ambiental de duas alternativas de reaproveitamento de vinhaça: (i) reuso no campo em processos de fertirrigação, alternativa consolidada no Brasil, e (ii) reuso da fração líquida da vinhaça em etapas diversas do processo industrial de obtenção de etanol. Em qualquer das situações fez-se uso da técnica de Avaliação de Ciclo de Vida - ACV para proceder tal verificação. A análise ambiental da prática de reuso de vinhaça e torta para fertirrigação foi conduzida a partir da comparação de cenários que consideraram a forma de suprimento de nutrientes para a cana e o método de colheita. A avaliação de impactos ocorreu em dois níveis: quanto ao consumo de recursos, a partir de Primary Energy Demand (PED); e em termos de emissões para o ambiente por meio da elaboração do Perfil Ambiental. Uma Análise de Sensibilidade foi também realizada para verificar o efeito de oscilações dos teores de Nitrogênio (N), Fósforo (P) e Potássio (K) na composição da vinhaça sobre os resultados obtidos, caso da primeira alternativa. Concluiu-se para esse caso que a substituição parcial de fertilizantes químicos por vinhaça traz aumento da Demanda de Energia Primária global para ambos os métodos de colheita. Em termos de Perfil Ambiental, a comparação entre cenários das mesmas práticas de manejo mostrou que a troca de adubos por vinhaça e torta é positiva para o desempenho ambiental do etanol por reduzir impactos quanto a Mudanças Climáticas (CC), Acidificação Terrestre (TA) e Toxicidade Humana (HT). Por outro lado, o tratamento de vinhaça para reposição de água na etapa industrial resultou em aumento global das contribuições para as categorias acima mencionadas além de incrementos para Eutrofização de água doce (FEut) e Ecotoxicidade de água doce (FEC), a despeito de ser constatada a redução de 45% quanto a Depleção de água (WD). Os aumentos no impacto se deveram principalmente aos efeitos negativos causados durante a produção do CaO usado no processo de tratamento da vinhaça. No entanto, a substituição deste insumo por NaOH só representou melhora em termos de CC. Pode-se concluir que a reutilização de vinhaça e de torta de filtro como complemento nutricional para o cultivo de cana-de-açúcar resultou em uma alternativa mais adequada de reaproveitamento do que o se este fluído fosse reutilizado para suprir parte da demanda hídrica de processo, mesmo quando o consumo de água na etapa industrial tenha inexoravelmente se reduzido a partir da implantação dessa medida. / The production of ethanol from consecrated alcohol chemistry routes generates waste materials with reuse potential in other productive sectors as in the alcohol production cycle. This is the case of filter cake and vinasse. Vinasse, in particular, is often returned to the field in order to adjust soil nutrient levels in the cultivation of sugarcane. However, environmental studies highlight that this alternative brings negative effects on the receiving bodies (water and soil), condition that opens the prospect for the exploration of alternative uses of these substances. This study aimed to contribute to the topic by evaluating systemically the environmental performance of two vinasse recycling alternatives: (i) reuse in the sugarcane fields in fertigation processes, consolidated alternative in Brazil, and (ii) reuse of the vinasse liquid fraction in various stages of the ethanol production process. In either situation the Life Cycle Assessment Technique - LCA was used to carry out such verification. The environmental analysis of vinasse and filter cake reuse for fertigation was conducted based on the comparison of scenarios that considered the form of nutrient supply for sugarcane crops, and the harvesting methods. Impact Assessment took place on two levels: as for resource consumption from Primary Energy Demand (PED); and in terms of emissions into the environment through the elaboration of the Environmental Profile. A sensitivity analysis was also performed to evaluate the effects of fluctuations of N, P and K contents in the composition of vinasse on the results obtained, case of the first alternative. It was concluded in this case that the partial substitution of chemical fertilizers by vinasse, led to an increase in the global Primary Energy Demand for both harvesting methods. In terms of the Environmental Profile, the comparison between scenarios with the same management practices showed that replacing chemical fertilizers with vinasse and filter cake is positive for the environmental performance of ethanol since it reduces Climate Change (CC), Terrestrial Acidification (TA) and Human Toxicity (HT) impacts. Moreover, treatment of vinasse for water replacement in the industrial stage resulted in global increases for the mentioned categories as well as increments for Freshwater Eutrophication (FEut) and Freshwater Ecotoxicity (FEC), despite being detected a reduction of 45% for WD. Impact increases were due primarily to the negative effects caused during the production of CaO used during the vinasse treatment process. However, the replacement of this input by NaOH represented improvement only in terms of CC. It can be concluded that the use of vinasse and filter cake as a nutritional supplement for sugarcane cultivation resulted in a more adequate alternative for reuse than if the fluid were reused to supply part of the water process demand, even when the water consumption in the industrial stage has inexorably been reduced since the implementation of this measure.

A vinhaça e o bagaço de cana são os principais subprodutos oriundos do processamento da cana-de-açúcar nas indústrias sucroalcooleiras, sendo geradas grandes quantidades dos mesmos. O fungo basidiomiceto Pleurotus ostreatus tem a capacidade de degradar materiais lignocelulolíticos e produzir enzimas lignolíticas de interesse para as indústrias. Com o objetivo de avaliar a produção das enzimas lacases e peroxidase, o fungo Pleurotus ostreatus, foi cultivado em meio contendo bagaço pré-tratado e vinhaça, ou em meio contendo apenas vinhaça, em sistema de fermentação semissólido ou submerso; as enzimas extracelulares foram avaliadas após 7, 10 e 12 dias de cultivo. O bagaço peneirado foi considerado pré-tratado fisicamente (T1); para o pré-tratamento T2 o bagaço umedecido foi submetido a autoclave (121°C e 1 atm por 15 min); nos pré-tratamentos químicos, T3 e T4, o bagaço foi tratado com peróxido de hidrogênio e hidróxido de sódio nas seguintes concentrações: 0,75% H2O2 + 0,75% NaOH (T3) e 0,75% H2O2 + 1% NaOH (T4) na proporção 1:10 (p/v) e, em seguida foram submetidos à autoclave (121°C e 1 atm por 15min). A vinhaça utilizada foi proveniente de uma indústria sucroalcooleira (V1) e outra de destilaria (V2); a composição físico-química mostrou que a primeira possuía os índices de matéria orgânica e fósforo mais elevados que na vinhaça V2, enquanto que a relação C:N foi menor na vinhaça V1. Os extratos enzimáticos foram obtidos após filtração do meio submerso; para o meio semissólido foi necessário a adição de tampão citrato (1:5 p/v) antes da filtração. A atividade de lacasse e peroxidase em meio submerso, nos tratamentos com a vinhaça V1, foi superior ao observado em meio semissólido. A produção das enzimas em fermentação submersa, utilizando a vinhaça V1, apresentou valores de atividade de lacase, no tratamento TL1 e TL2, de 784,9 e 707,5 U.L-1, com atividade específica de 3,04 e 2,86 U.mg-1, respectivamente, e a amostra VL1, contendo apenas vinhaça, de 1,91 U.mg-1, no 12º dia de fermentação. Os valores mais altos de atividade de peroxidase foram obtidos nos tratamentos TL1, TL2, VL1, com 133,1; 131,2 e 126,1 U.L-1, respectivamente, após 12 dias de cultivo. A maior atividade específica obtida foi na VL1 (0,86 U.mg-1) no 7º dia de cultivo. O pré-tratamento físico do bagaço mostrou melhores condições para a produção das enzimas. Para a produção da lacase e da peroxidase é fundamental a composição da vinhaça. / The vinasse and bagasse are the principal by-products derived from the processing of sugarcane in the sugarcane industry, which generated large amounts of them. The basidiomycete fungus Pleurotus ostreatus, has the ability to degrade lignocellulolytic materials and produce lignolíticas enzymes of interest to industry. In order to evaluate the production of laccase and peroxidase enzymes, fungus P. ostreatus was grown in medium containing pre-treated bagasse and vinasse, or in medium containing only vinasse in semi-solid or submerged fermentation system; extracellular enzymes were evaluated after 7, 10 and 12 days of cultivation. The screened bagasse was considered pretreated physically (T1); for the pretreatment T2 moistened residue was subjected to autoclaving (121°C and 1 atm for 15 min). The chemical pretreatments, T3 and T4, the residue was treated with hydrogen peroxide and sodium hydroxide solution in the following concentrations 0,75% H2O2 + 0,75% NaOH (T3) and 0,75% H2O2 + 1% NaOH (T4) 1:10 (w/v) and then underwent autoclaving (121°C and 1 atm for 15 min). Vinasse used was coming from a sugar and alcohol industry (V1) and a distillery (V2); the physico-chemical composition showed that the former had the rates of organic matter and phosphorus higher than in V2 vinasse, whereas the C: N ratio was lower in V1 vinasse. The enzymatic extracts were obtained after filtration medium the submerged; to semisolid medium was necessary the addition of citrate buffer (1:5 w/v) prior to filtration. The activity of peroxidase and lacasse in submerged medium, in the treatments with the V1 vinasse, was higher than observed in semi-solid medium. The production of enzymes by submerged fermentation using the vinasse V1, presented laccase activity values, in the treatment TL1 and TL2, of 784,9 and 707,5 UI.L-1, with specific activity of 3,04 e 2,86 U.mg-1, on the 12th day of fermentation. Higher values peroxidase activity were obtained in the treatments TL1, TL2, VL1, with 133,1; 131,2 and 126,1 UI.L-1, respectively, after 12 days of culture. The highest specific activity was obtained at VL1 (0,86 U.mg-1) on the 7th day of culture. Physical bagasse pretreatment showed better conditions for the production of enzymes. For the production of the laccase and peroxidase is fundamental composition of vinasse.

Neste trabalho a composição do biogás produzido em digestão anaeróbia foi avaliada em função da variação da carga aplicada específica (CAE) medida em termos da relação DQO/sólidos suspensos voláteis. Foram feitos ensaios de digestão anaeróbia utilizando vinhaça como fonte de carbono e lodo adaptado proveniente de reator UASB em 10 frascos reagentes contendo as seguintes variações de CAE: 0,20; 0,28; 0,34; 0,55; 0,95; 3,15; 6,58; 7,00; 9,60; 12,98 g.O2/g.SSV. Os melhores resultados obtidos com relação à produção volumétrica de biogás foram 263,79 mL de volume acumulado de metano para a CAE de 0,34 g.O2/g.SSV, e uma produção máxima acumulada de hidrogênio de 558,06 mL para a CAE de 6,58 g.O2/g.SSV. O resultado não se repetiu com relação ao rendimento de produção de biogás, atingindo um máximo rendimento de 80,68 LCH4/L vinhaça para a CAE de 0,20 g.O2/g.SSV, e 7,98 LH2/L vinhaça para a CAE 3,15 g.O2/g.SSV. A variação da CAE também teve influência direta na rota metabólica da digestão anaeróbia, alterando a concentração de metabólitos dissolvidos. / In this research, the composition of the biogas produced in anaerobic digestion was evaluated according to the variation of the applied load specific (ALS) measured in terms of the ratio COD/volatile suspended solids. Assays were done using anaerobic digestion of vinasse as a source of carbon and sludge obtained from UASB reactor adapted in 10 bottles for the following of ALSs: 0,20, 0,28, 0,34, 0,55, 0,95; 3,15, 6,58, 7,00, 9,60, 12,98 g.O2/g.VSS. The best results concerning to the volumetric biogas production were 263,79 ml cumulative volume of methane for ALS equal to 0,34 g.O2/g.VSS, and a maximum cumulative hydrogen production of 558,06 mL for ALS of 6,58 g.O2/g.VSS. The same was not observed with respect to yield biogas production, reaching a maximum yield of 80.68 LCH4/Lvinasse for ALS of 0,20 g.O2/g.VSS and 7,98 LH2/Lvinasse for ALS of 3,15 g.O2/g.VSS. The variation of ALS also has a direct influence on the metabolic pathway of anaerobic digestion, altering the concentration of dissolved metabolites.