Neste trabalho, avaliou-se o uso do tratamento anaeróbio termofílico (55 graus Celsius) e mesofílico (35 graus Celsius) de vinhaça de cana-de-açúcar em um reator contendo biomassa imobilizada operado em bateladas seqüenciais (ASBBR). O reator foi preenchido com matrizes de espuma de poliuretano inoculado com lodo granular de um reator UASB que era operado a 35 graus Celsius e tratava água residuária de um abatedouro de aves. A agitação era promovida por agitador mecânico a 300 rpm. O tempo de ciclo do reator termofílico foi alterado nas diferentes fases operacionais em função das diferentes concentrações de vinhaça aplicadas, enquanto que o tempo de ciclo do reator mesofílico foi mantido em 24 horas. O monitoramento do reator foi feito determinando-se os teores de demanda química de oxigênio (DQO), acidez volátil total, alcalinidade a bicarbonato e valor do pH de amostras do afluente e efluente, bem como ao longo do ciclo. Foram efetuados também exames microscópicos para avaliar o desenvolvimento e alterações na composição da biomassa. Na fase de adaptação do lodo à temperatura termofílica, o reator foi alimentado com vinhaça com 0,3 a 1,0 gDQO/L, sendo que a biomassa do reator termofílico foi considerada adaptada 50 dias após a inoculação. O enriquecimento do reator mesofílico com biomassa metanogênica ocorreu em 21 dias. Nesse período, o reator foi alimentado com substrato à base de etanol (2,5 gDQO/L) e sais minerais. As cargas orgânicas aplicadas no reator termofílico foram 0,85, 2,54, 3,64, 4,49, 4,0, 5,7 e 5,24 gDQO/L.d e as eficiências médias de remoção de DQO foram de 43 \'+ OU -\' 7,9 %, 73 \'+ OU -\' 7,0 %, 68 \'+ OU -\' 19,2 %, 78 \'+ OU -\' 9,0 %, 55 \'+ OU -\' 10,0 %, 46 \'+ OU -\' 19,0 % e 75 \'+ OU -\' 7,5 %, respectivamente. O reator mesofílico foi submetido a cargas orgânicas de 2,85, 6,4, 7,9, 10,5, 22,2 e 36,0 gDQO/L.d com eficiências médias de remoção de 75 \'+ OU -\' 8,7 %, 76 \'+ OU -\' 9,6 %, 78 \'+ OU -\' 4,1 %, 78 \'+ OU -\' 7,7 %, 85 \'+ OU -\' 4,1 % e 79 \'+ OU -\' 2,1 %, respectivamente. Portanto, considerando-se a eficiência de remoção de DQO, o desempenho do ASBBR no tratamento de vinhaça de cana-de-açúcar foi superior quando operado sob temperatura mesofílica. Os exames microbiológicos permitiram constatar o predomínio de arquéias metanogênicas do gênero Methanosarcina e bacilos fluorescentes quando o reator foi operado a temperatura termofílica, enquanto que células semelhantes à arquéias do gênero Methanosaeta predominaram durante a operação a temperatura mesofílica. / In this work, the viability of the thermophilic (55 Celsius degrees) and mesophilic (35 Celsius degrees) anaerobic treatment of sugar cane vinasse in an anaerobic sequencing batch reactor containing immobilized biomass (ASBBR) was evaluated. The reactor was filled with polyurethane foam matrices inoculated with a granular sludge taken from an UASB reactor treating poultry slaughterhouse wastewater operating at 35 Celsius degrees. The mixing was provided by means of a mechanical mixer operated at 300 rpm. During the operation at thermophilic temperatures, the cycle time of the ASBBR was changed in the different operating phases according to the influent concentration. At the mesophilic temperatures, the reactor operated at a fixed cycle time of 24 hours. Monitoring analyses included the determinations of chemical oxygen demand (COD), total volatile acids, bicarbonate alkalinity and pH of influent and effluent samples, and along the cycles. The microbial community development inside the reactor was monitored during all the experimental phases by means of microscopic observations. During the adaptation period, the biomass of the thermophilic reactor was fed with low concentration vinasse with 0.3 to 1.0 gCOD/L. The biomass was considered adapted to the thermophilic temperature after 50 days. The enrichment of the mesophilic reactor with methanogenic biomass lasted 21 days. In this period the reactor was fed with ethanol based substrate (2.5 gDQO/L) and minerals. The applied organic loads in the thermophilic reactor were 0.85, 2.16, 4.59, 3.95, 4.07, 6.0 and 5.24 gDQO/L.d reaching average removal efficiencies of 43 \'+ OU -\' 7.9%, 73 \'+ OU -\' 7.0%, 68 \'+ OU -\' 19.2%, 78 \'+ OU -\' 9.0%, 55 \'+ OU -\' 10.0%, 46 \'+ OU -\' 19.0% and 75 \'+ OU -\' 7.5%, respectively. The mesophilic reactor was able to accommodate organic loads of 2.85, 6.4, 7.9, 10.5, 22.2 and 36.0 gCOD/L.d with average removal efficiencies of 75 \'+ OU -\' 8.7%, 76 \'+ OU -\' 9.6%, 78 \'+ OU -\' 4.1%, 78 \'+ OU -\' 7.7%, 85 \'+ OU -\' 4.1% and 79 \'+ OU -\' 2.1%, respectively. Therefore, the treatment of sugar cane vinasse in the ASBBR under mesophlic temperatures performed better than at thermophilic conditions. The microbiological observations of biomass samples indicated that methanogenic Methanosarcina-like archaea and fluorescent rods predominated at thermophilic temperatures, whereas the Methanosaeta-like archaea predominated in the reactor under mesophilic temperatures.

A vinhaça é o principal subproduto na fabricação do álcool e o que possui maior quantidade de nutrientes em sua composição. Seu poder poluente, cerca de cem vezes maior que esgoto doméstico, é decorrente da sua riqueza em matéria orgânica, baixo pH, corrosividade, elevadas DBO e DQO, além de cor escura e cheiro característico. A aceitação crescente no uso de fungos basidiomicetos em processos de tratamento e/ou biorremediação se deve por apresentarem um sistema enzimático extracelular capaz de romper uma grande quantidade de ligações químicas. Espécies do gênero Pleurotus sp. são conhecidas pela produção de enzimas lignolíticas como manganês-peroxidase, peroxidases e lacases. Também são reportados como alimentos por possuírem como seus maiores constituintes carboidratos e proteínas, seguidos de minerais e baixos teores de gorduras. O presente estudo teve por objetivo avaliar a atividade enzimática de quatro fungos basidiomicetos cultivados em meio de vinhaça líquido e sólido, bem como avaliar as propriedades nutricionais dos micélios como fonte de alimento para peixes da espécie D. rerio. Os fungos Pleurotus sajor-caju CCB 020, Pleurotus sp. CCB 068, P. flabellatus CCB 396 e Pleurotus shimeji, foram cultivados em meio sólido e líquido de vinhaça para análise de atividade enzimática e para crescimento micelial durante 15 dias. A atividade enzimática foi determinada de acordo com protocolo de Szklars et al. (1989) e Kuwahara et al. (1984) a cada 3 dias. Os fungos foram liofilizados e oferecidos aos peixes na proporção de 2% do peso corpóreo dos mesmos e nas quantidades de 50% fungo + 50% ração e 100% fungo em cinco réplicas comparando com um grupo controle tratado com 100% ração por um período de 28 dias. As quatro espécies de Pleurotus apresentaram crescimento satisfatório em meio contendo 100% de vinhaça após 15 dias, sendo obtidos maiores valores com Pleurotus sp. CCB 068 (16,27g). Além disso, observou-se o clareamento e diminuição de turbidez da vinhaça pelos fungos P. sajor-caju CCB 020 e P. shimeji. Em relação à atividade enzimática, os maiores valores para lacase foram obtidos em meio de vinhaça + ágar pelo fungo P. sajor-caju (1.247, 43 UI g-1MS -12º dia) e para peroxidase apresentou, ao 6º dia, atividade de 676,02 UI g-1MS. O mesmo fungo obteve maior valor de MnP no 15º dia de cultivo (318,94 UI L-1) em meio de vinhaça líquido. As análises bromatológicas apresentaram valores nutritivos satisfatórios para os fungos quando comparados à ração comercial, apresentando menores valores somente para proteínas. O teste de alimentação com D. rerio durante 28 dia mostrou que houve perda de biomassa, não significativa estatisticamente e, os valores de sobrevivência dos peixes foram de 100% em todos os tratamentos, indicando que os fungos testados cultivados em vinhaça não apresentaram toxidade. Foi concluído que o uso de fungos do gênero Pleurotus sp. cultivados em vinhaça, além de reduzir compostos tóxicos deste subproduto, é eficiente na produção de enzimas de interesse industrial e seus micélios podem ser inclusos na dieta de animais como suplementos nutricionais. / The vinasse is the principal subproduct in the manufacture of alcohol and the one who has the high amount of nutrients in your composition. Its pollutant power, about a hundred times higher than domestic waste, is due to its richness in organic matter, low pH, corrosivity, high BOD and QOD, in adittion to dark color and characteristic odor. The growing acceptance in the use of basiomycetes fungi in the treatment process and/or bioremediation must be present for an extracellular enzymatic system capable of breaking a large number of chemistry bonds. Species of the gender Pleurotus sp. are known for the lignolytic enzyme production like manganese peroxidase, peroxidases and laccases. Are also reported as food because they have as your major constituint carbohydrates and proteins, follow by minerals and low levels of fat. This study aimed to evaluate the enzymatic activity of four basidiomycetes fungi grown in liquid and solid vinasse medium, and to evaluate the nutricional properties of micelium as a food source for fishes D. rerio. The fungi Pleurotus sajor-caju CCB 020, Pleurotus sp. CCB 068, Pleurotus flabellatus CCB 396 and Pleurotus shimeji were grown in solid and liquid vinasse médium for enzymatic activity assay and for micelial grow during 15 days. The enzyme activity was determined according to protocol Szklars et al. (1989) and Kuwahara et al (1984) every 3 days. The fungi were liophilized and offered tho fishes at 2% of body weight and in amounts of 50% of fungus + 50% ration and 100% of fungus in five repetitions compared with a control group treated with 100% ration for 28 days. The four species of Pleurotus shown satisfactory growth in vinasse médium after 15 days, with highest values with Pleurotus sp. CCB 068 (16,27 g). Besides, was observed the bleaching and tubidity reduction by P. sajor-caju CCB 020 and P. shimeji fungi. Regarding the enzymatic activity, the highest values for laccase was obtained by P. sajor-caju (1.247,43 UI g -1 DM - 12th day) and peroxidase presented, at the 6th day, the activity of 676,02 UI g-1DM. The same fungus had the highest value for MnP on the 15th day of cultivation (318,94 UI L-1) in liquid vinasse médium. The bromatological analysis showed satisfactory nutritional values for the fungi when compared to commercial ration, with lowers values only for proteins. The feeding test with D. rerio during 29 days showed that was biomass loss, but not statisticaly significant, and the survival values of fish were 100% in all treatments, indicating that the tested fungi grown in vinasse showed no toxicity. It was concluded that the use of Pleurotus sp. fungi grown in vinasse, besides the reduction of toxic compounds of this subproduct, is effective in the production of industrial interest enzymes and their micelium can be included in the diet of animals as nutritional suplements.

O resíduo da primeira destilação do vinho, a vinhaça, destaca-se dentre os demais gerados na produção de etanol de cana-de-açúcar pelo seu grande volume e alta concentração de substâncias orgânicas. O tratamento anaeróbio desse efluente pode melhorar suas características físico-química (e.g. pH e DQO) além de produzir um combustível alternativo ao gás natural, o biogás. No entanto, apesar dos possíveis ganhos energéticos e ambientais, essa tecnologia apresenta dificuldades em se tornar viável no setor sucroenergético. Tendo em vista esse cenário, este trabalho propõe uma nova análise termodinâmica, baseada no método exergético, do potencial da vinhaça e do biogás provindo de seu tratamento. Para isso, modelou-se a digestão anaeróbia da vinhaça por meio do ADM1 (Anaerobic Digestion Model Nº1) e atualizou-se o cálculo da exergia química deste efluente. Assim, os resultados obtidos indicam que o tratamento anaeróbio pode recuperar uma significativa parcela da exergia descartada com a vinhaça (44-52% de 189-1529 kJ/l), dependendo da degradabilidade e concentração do material orgânico, bem como o regime de operação do reator anaeróbio. Nota-se também, que apesar de a digestão anaeróbia ser mais eficiente com maiores tempos de retenção hidráulica, é preferível maximizar o volume de vinhaça tratada em detrimento da qualidade de conversão. Além disso, o desempenho anual da geração de biogás também é afetado pelo seu processo de partida e pela sazonalidade da produção de etanol. Por outro lado, a planta de biogás promove maiores reduções de exergia destruída em comparação com a fertirrigação e a concentração de vinhaça. Possíveis integrações térmicas entre a planta de biogás e a unidade de concentração de vinhaça foram propostas e analisadas, atingindo melhores eficiências exergéticas e reduzidas demandas térmicas. De forma geral, esse estudo demonstra a aplicação do método exergético na valorização de resíduos orgânicos por meio da produção de biogás. / The residue of the first distillation of wine, vinasse, stands outs in the sugarcane ethanol production due to its huge volume and high concentration of organic substances. The anaerobic treatment of this effluent can enhance its physical-chemical characteristics (e. g. pH and COD) in addition to produce an alternative fuel to natural gas, the biogas. However, although there are possible gains in the energy and environmental aspects, this technology presents difficulties to become viable in Brazilian market. Therefore, this work proposes a new thermodynamic analysis, based on the exergy method, of the potential of vinasse and biogas produced in its anaerobic treatment. In order to accomplish this, the anaerobic digestion of vinasse was modeled with ADM1 (Anaerobic Digestion Model Nº1) and the chemical exergy calculation of this effluent was updated. Thus, the results obtained indicate that the anaerobic treatment can recover a significant part of vinasse exergy (44-52% of 189- 1529 kJ/l), depending on the digestible material concentration, as well as the anaerobic reactor operation. It also can be notice that, although anaerobic digestion be more efficient at higher retention times, it is desirable to maximize treated vinasse volume to the detriment of conversion quality. Furthermore, the biogas production yearly performance is also affected by the reactor start-up process and the ethanol production seasonality. On the other hand, the biogas plant promotes higher reductions of exergy destruction in comparison with fertirrigation and vinasse concentration. Possible thermal integrations between the biogas plant and the vinasse concentration plant were proposed and analyzed, reaching better exergy efficiencies and reduced thermal demand. In general, this study demonstrates the exergy method application in organic residues upgrade by biogas production.

Desde a época da colonização, a cana-de-açúcar apresenta-se como um dos principais produtos da agricultura brasileira e, além disso, trata-se de um tipo importante de biomassa energética, servindo como base para todo o agronegócio sucroalcooleiro, responsável por empregos diretos e indiretos em todo o Brasil. Do seu processo de industrialização são obtidos produtos, tais como: o açúcar, o álcool (anidro e hidratado), o bagaço e a vinhaça. Nesse sentido, diante do aspecto da aplicação da vinhaça em práticas agrícolas, pode-se dizer que sempre ocorre a sua associação com processos de impactos ambientais. Assim sendo, conduziu-se a presente pesquisa buscando-se monitorar a dinâmica, em diferentes tipos de solo, de componentes químicos presentes na vinhaça, bem como, elaborar curvas de distribuição de efluentes presentes na vinhaça. A pesquisa foi conduzida em área experimental do Departamento de Ciências Exatas da ESALQ/USP, em casa de vegetação, onde foram distribuídas 50 bombonas, em blocos casualizados. A vinhaça foi coletada na Usina Costa Pinto do grupo COSAN no município de Piracicaba/SP e as dosagens de aplicação foram: 100 m³ ha-1; 150 m³ ha-1; 200 m³ ha-1; 250 m³ ha-1 e 300 m³ ha-1. As espécies analisadas foram: nitrato e potássio, assim como, o pH, condutividade elétrica e cálcio. As curvas de distribuição de efluentes foram confeccionadas para obtenção dos parâmetros de transporte do nitrato (utilizando-se o FIA Flow Injection Analysis, para as análises químicas) e potássio (Fotômetro de chama, para as análises químicas). Diante dos resultados obtidos, observou-se que as concentrações do íon nitrato apresentaram variação no solo, encontrando-se valores entre 3,6 a 119 mg L-1, no solo arenoso, e entre 1 e 70 mg L-1, no solo argiloso. Em relação ao potássio foram encontrados valores pontuais de 4,4 a 171,2 mg L-1, no solo arenoso (principalmente na profundidade de 60 cm), e entre 0 e 30 mg L-1, no solo argiloso. As concentrações de cálcio apresentaram variação no solo, sendo encontrados valores pontuais de 1,98 a 64,45 mg L-1, no solo arenoso, e entre 2,6 e 86,5 mg L-1, no solo argiloso. Os valores tanto do pH quando da C.E apresentaram variações no solo, tendo um intervalo para o pH de 6,4 a 7,75 para o solo arenoso e de 4,8 a 7,32 para o solo argiloso e a condutividade elétrica ficou em torno de 0,3 a 2,3 dS m-1 para o solo arenoso e de 0,23 a 0,75 dS m-1 para o solo argiloso. Em relação à curva de distribuição de efluentes da vinhaça, no solo argiloso, observou-se que tanto o potássio quanto o nitrato houve um maior deslocamento das curvas de eluição para a direita quando comparados com o solo arenoso indicando que os íons potássio e nitrato foram retidos com maior intensidade no argiloso em relação ao arenoso. Portanto, concluiu-se que: a percolação dos íons está diretamente relacionada com o tipo de solo e com a concentração de vinhaça e que a movimentação dos íons deve ser estudada em longos períodos para mostrar melhor a sua movimentação no perfil do solo. / While sugarcane has been one of the main crops in Brazilian agriculture since the time of colonization, it is now also a major source of biomass energy, serving sugarcane agribusiness and being responsible for many direct and indirect jobs in Brazil. Industrial processing of sugarcane leads to such products as sugar, alcohol (both hydrated and anhydrated), pulp and vinasse. One concern about the application of vinasse to agricultural operations relates to possible environmental impacts of vinasse. Hence, the present research had as objective to monitor of the dynamics, in different soil types, of chemical components present in vinasse, and to measure breakthrough curves (BTC´s) of vinasse from repacked columns. The research was carried out at the experimental facility of the Department of Exact Sciences, ESALQ, USP, a protected environment containing 50 boxes arranged in a random manner. The vinasse was collected at the Usina Costa Pinto COSAN site in the municipal district of Piracicaba, SP, and applied at rates of 100, 150, 200, 250 and 300 m³ ha-1. The analyzed elements were nitrate and potassium, but measurements were also made of pH, electric conductivity and calcium. The BTC´s were used to provide estimates of the transport parameters of nitrate (using flow-injection analysis for the chemical analyses) and potassium (using a photometer for the chemical analyses). The measurements showed that soil nitrate concentrations varied between 3,6 to 119 mg L-1 in the sandy soil, and between 1 and 70 mg L-1 in the clay soil. Observed potassium concentrations were between 4,4 to 171,2 mg L-1 in the sandy soil (mainly at a depth of 60 cm), and between 0 and 30 mg L-1 in the clay soil. Calcium concentrations were found to similarly vary from 1,98 to 64,45 mg L-1 in the sandy soil, and between 2,6 and 86,5 mg L-1 in the clay soil. The values of pH furthermore varied between 6,4 to 7,75 for the sandy soil and between 4,8 to 7,32 for the clay soil, while the electric conductivity was between 0,3 to 2,3 dS m-1 for the sandy soil and between 0,23 to 0,75 dS m-1 for the clay soil. The vinasse BTC´s of the clay soil showed that both potassium and nitrate were displaced considerably to the right (to higher pore volumes) as compared with the sandy soil. This indicates that the potassium and nitrate ions were kept (adsorbed) much stronger by the clay relative to the sandy soil. Ion transport rates hence were found to be a function of soil type. Results suggest that the transport of ions from the vinasse is best studied over relatively long periods of time, also in field soil profiles, to better show the long-term dynamics in the subsurface

Apesar de ser considerado um combustível sustentável, o etanol, produzido a partir da cana de açúcar, deixa um passivo de grandes proporções durante seu processo produtivo, a vinhaça, que vem sendo depositada nas próprias lavouras de cana de açúcar. É gerada na proporção de 12 litros para cada litro de etanol produzido em média, sendo rica em diversos nutrientes, os quais podem ser aproveitados para diversos fins como, por exemplo, meio de cultivo para microalgas. A presente pesquisa avaliou em uma primeira etapa a clarificação da vinhaça por um processo de coagulação com auxílio de um polímero catiônico, seguida de uma etapa de microfiltração tangencial em filtro de fibras ocas, o que permitiu uma redução superior a 77% para a cor aparente, de 99% para a turbidez e de 20% para a DQO, facilitando a utilização deste efluente para o cultivo de microalgas. Numa segunda etapa, foi avaliado o cultivo da microalga Chlorella vulgaris, em escala de bancada e operação em batelada, em meio preparado a partir da diluição da vinhaça em água de poço profundo, obtendo um aumento na biomassa produzida, determinado em termos de clorofila-a, em concentrações de vinhaça inferiores a 7,5% utilizando inóculo da ordem de 106 indivíduos. Tais dados permitiram a realização de ensaios de cultivo em escala contínua, com fotobiorreatores em escala piloto, gerando assim a biomassa utilizada nas próximas fases do estudo, que avaliaram a separação da biomassa gerada pelo processo de flotação por ar dissolvido. Os ensaios inicialmente realizados em escala de bancada e operados em batelada permitiram identificar as condições ótimas de operação, as quais foram então avaliadas em um flotador operando em fluxo contínuo. Tal flotador permitiu a obtenção de um lodo com teor de sólidos superior a 2%, o qual foi submetido à um processo final de desaguamento por centrifugação. Os ensaios de desaguamento, permitiram verificar que a utilização do mesmo polímero utilizado na etapa de clarificação permite a obtenção de um lodo mais estável, quando comparado com a não utilização de produto químico, na dosagem de polímero catiônico de 6 g.kg-1. A conclusão deste trabalho permitiu verificar a possibilidade de utilização da vinhaça como meio de cultivo de microalgas, reduzindo assim um dos impactos causados pela produção de etanol. Além disso foi possível verificar o potencial da FAD, para o espessamento de biomassa produzido em fotobiorreatores. / Considered a sustainable fuel, ethanol produced from sugar cane, leaves a major liability during its production process, which has been deposited in the own sugar cane fields. The vinasse is generated, on average, in the proportion of 12 liters per liter of produced ethanol, is rich in different nutrients, which can be used for many purposes, such as the microalgae cultivation. This study evaluated in the first step the vinasse clarification by coagulation with cationic polymer, followed by crossflow microfiltration on a hollow fibers filter, which enable a reduction over 77% for apparent color, 99%for turbidity and 20% for COD, facilitating the use of this effluent for microalgae cultivation. In a second step, was evaluated the microalgae Chlorella vulgaris cultivation in bench scale and batch operation, in a medium prepared from the vinasse dilution in water from a deep well, getting an increase in the biomass production, measure in terms of chlorophyll-a, for a vinasse concentration below 7.5%, and an inoculum of approximately 106 individuals. These data allowed the microalgae cultivation in a continuous flow pilot-scale photobioreactor, which produced biomass that was used in the next stages of the study, for the evaluation of the biomass separation by dissolved air flotation. The first DAF tests carried out in bench scale and batch operation allowed to identify the optimum operation conditions, which were then evaluated in a continuous flow pilot scale dissolved air flotation unit (DAF). The DAF unit produced a sludge with a solid content greater than 2%, which was submitted to a final dewatering by centrifuge. The dewatering tests allowed to check that the use of the same polymer used for the clarification step, permit to obtain a more stable sludge when compared with the sludge without chemical add, and in the best cationic polymer dosage of 6 g.kg-1. The conclusion of this work has shown the possibility of use vinasse as a grow medium for microalgae cultivation, reducing one of impacts caused by ethanol production. In addition, it was possible to observe the potential of FAD, for biomass thickening, produced in photobioreactors.

Devido à crise que o setor sucroenergético vem sofrendo ultimamente, mediante baixas nas cotações de açúcar e etanol nos mercados internacionais, a técnica de irrigação em cana-de-açúcar vem passando por alguns questionamentos quanto a viabilidade de implantação dos sistemas. Diante disso, novos sistemas de irrigação vêm surgindo no meio sucroenergético em busca da redução de perdas de água por evaporação e lixiviação e, também buscando uma maior longevidade de canaviais a fim de obter maior lucro líquido ao longo da vida útil da lavoura. A exemplo disso tem-se o sistema de gotejamento subsuperficial já bastante difundido na Austrália. Outro aspecto é a aplicação de vinhaça em cana-de-açúcar, cuja técnica vem sendo adotada há muito tempo visto que promove melhorias nas condições físico-química do solo além de promover economias com redução da aplicação de fertilizantes minerais visto que a vinhaça é rica no nutriente potássio. Diante disso, buscouse conduzir uma pesquisa sobre fertirrigação com aplicação de vinhaça e adubação mineral, em diferentes doses, via gotejamento subsuperficial em um Argissolo vermelho-amarelo com a variedade de cana-de-açúcar CTC15, buscando verificar os seus efeitos na produtividade da variedade e parâmetros biométricos, visto que, irrigação por gotejamento subsupercial em cana-de-açúcar é uma tecnologia relativamente nova para cultura no Brasil. Portanto, foi instalado um experimento de campo em área de aproximadamente 1600 m2, composto por 6 tratamentos compostos de diferentes doses de vinhaça, adubação mineral e sequeiro, e 4 repetições, em delineamento inteiramente casualizado, conduzidos por duas safras de cana (2013-2014 e 2014-2015), sendo o T1 sem irrigação e com adubação convencional junto ao plantio, T2 fertirrigado convencionalmente, T3 ½ DoseCETESB, T4 dose calculada a partir dos critérios da norma P4.231/2015 (DoseCETESB), T5 2xDoseCETESB e T6 3xDoseCETESB. O manejo da irrigação foi realizado por tensiômetros instalados em profundidades de 20, 40 e 60 cm. Os parâmetros avaliados foram: biometria completa da parte aérea (altura de planta, comprimento de limbo foliar, largura de limbo foliar, distância entre internódios, número de colmos, diâmetro de colmos, número de folhas e de perfilhos, clorofila a, b e total), produção por área e avaliação tecnológica (Brix, Pureza, Fibra, Cinzas e ATR). Os parâmetros foram avaliados por análise estatística de variância e teste de comparação entre médias por Tukey a 5% de probabilidade. Diante dos resultados obtidos, comparado à condição de sequeiro (T1), a irrigação exercida no ciclo da cana planta promoveu ganhos em número de perfilhos da ordem de 16%, número de colmos na ordem de 10% e largura de limbo foliar em 15%. A fertirrigação com vinhaça no ciclo de primeira soca, em comparação ao sequeiro (T1), promoveu ganhos de 13% para altura de plantas, 5% para comprimento de folhas, 12% para número de perfilhos e 4% para largura de limbo foliar. E não foram encontradas diferenças estatísticas para clorofila a, b e total e nem para parâmetros tecnológicos nos dois ciclos. O tratamento que melhor respondeu a fertirrigação com vinhaça em produtividade foi T4 (DoseCETESB) obtendo um valor de 190 ton ha-1. / Due to low sugar and ethanol prices in international markets, questions have arisen about the economic feasibility of implementing new irrigation techniques. Consequently, irrigation systems with reduced leaching and evaporative water loss, and with greater longevity, are being developed to achieve higher net income for sugarcane. The use of subsurface drip is already widespread in Australia, for example. One such management technique is the use of vinasse in sugarcane crops in Brazil. Vinasse has a long history of use in sugarcane production in Brazil, since it promotes improvements in the physical-chemical conditions of the soil and reduces the use of mineral fertilizers, as it is rich the potassium. This research relates to subsurface drip fertigation of the CTC15 variety of sugarcane in a redyellow Argisol, with vinasse and mineral fertilizer. The objective was to characterize the effect of fertigation on yield and several biometric parameters, since subsurface drip irrigation/fertigation is a relatively new technology for sugarcane production in Brazil. A drip irrigation system was installed in a 1600 m2 field, consisting of 4 replications of 6 treatments with different vinasse doses, mineral fertilizer and rainfed conditions, in a completely randomized design. The treatments were T1: No irrigation and conventional fertilization at planting, T2: fertigation at conventional fertilizer levels, T3: fertigation at ½ the standard P4.231/2015 CETESB rate, T4: fertigation at the standard CETESB rate, T5: fertigation at twice the CETESB rate and T6: fertigation at three times the CETESB rate. Data were collected for the 2013-2014 and 2014-2015 sugarcane crops. Irrigation was scheduled based on the moisture content in tensiometers installed at 20, 40 and 60 cm depth. The parameters evaluated were complete shoot biometrics (plant height, leaf blade length, width of leaf blade, the distance between internodes, number of stems, stalk diameter, number of leaves and tillers, chlorophyll a, b and total chlorophyll), crop yield, and sugarcane quality (Brix, Purity, Fiber, Embers and ATR). The parameters were evaluated by statistical analyses of variances, and comparison test of means by Tukey at 5% probability. Based on these results, compared to rainfed condition (T1), irrigation improved tiller number by 16 %, culm number by 10%, and width of leaf blade at 15%. The fertigation with vinasse in the first ratoon cycle, improved plant height by 13%, sheet length by 5%, number of tillers by 12%, and width of leaf blade by 4%. There were no statistical differences in chlorophyll A, chlorophyll B, total chlorophyll and sugarcane quality in either of the two crop cycles. The T4 treatment, fertigation at the standard CETESB rate, had the best yield response to fertigation with vinasse (190 ton ha-1).

A cultura de cana-de-açúcar (Saccharum officinarum L.) tem presença marcante na história do Brasil e possui grande expressão na economia nacional atual. O objetivo deste trabalho visou determinar a ocorrência de efeitos da vinhaça e do extrato de palhiço da cana-de-açúcar no controle de plantas daninhas. Os experimentos foram conduzidos em casa de vegetação. Os tratamentos utilizados foram: vinhaça a 0, 100, 200, 300 m³.ha-1, extrato aquoso de palhiço equivalentes à 0, 10, 15 e 20 t.ha-1, e suas combinações. As espécies de plantas daninhas avaliadas no experimento foram: a corda-de-viola (Ipomoea grandifolia Dammer O’Don), picão-preto (Bidens pilosa L.), capimcolchão (Digitaria horizontalis Willd) e capim-marmelada (Brachiaria plantaginea Link Hitchc). Um experimento adicional foi conduzido para determinar os efeitos de ácido aconítico (AA) analítico, determinado na vinhaça e no extrato pela cromatografia líquida, sobre a germinação destas plantas daninhas. As doses foram de 0, 1, 2 e 3 mmol/gerbox de AA. Os experimentos foram conduzidos em delineamentos estatísticos de blocos casualizados, com quatro repetições. As avaliações foram a emergência das plantas daninhas, a biomassa seca e o altura da parte aérea e comprimento das raízes de 10 plantas daninhas/vaso. Os resultados obtidos indicaram que a emergência das plantas daninhas I. grandifolia, B. pilosa e D. horizontalis foi reduzida pela aplicação de vinhaça após 7 dias de semeadura. Aos 15 dias após semeadura e aplicação de vinhaça, somente houve redução sobre a emergência das plantas daninhas B. pilosa e I. grandifolia. As espécies suscetíveis ao extrato foram B. pilosa e D. horizontalis aos 7 dias após semeadura. O ácido aconítico reduziu a germinação de I. grandifolia e B. pilosa. Conclui-se que a vinhaça e o extrato apresentam efeitos alelopáticos sobre algumas espécies daninhas, devidos à presença de AA. / Sugarcane (Saccharum officinarum L.) has major presence in the history of Brazil and possess great expression in the current national economy. The objective of this work was to determine the occurrence effects of vinasse and raw extract of sugarcane in the control of weeds. The experiments were carried out in greenhouse. Treatments used were vinasse at 0, 100, 200, 300 m³.ha -1 and watery extract of raw sugarcane equivalents of 0, 10, 15 and 20 t.ha -1, and its combinations. Weed species used in the experiment were morningglory (Ipomoea grandifolia Dammer O’Don), starbristtle (Bidens pilosa L.), large crabgrass (Digitaria horizontalis Willd) and alexandergrass (Brachiaria plantaginea Link Hitchc). An additional experiment was carried out to determine the effect of pure aconitic acid (AA), determined in the vinasse and extract by liquid chromatography, on the germination of these weeds. The aconitic acid levels used were 0, 1, 2 and 3 mmol of AA /gerbox. Experiments were statistical designs of randomized blocks, with four replicates. Emergence of weeds, dry biomass and aerial and root part lengths of 10 weeds/vase were determined. Results indicated that emergence of weed I. grandifolia, Bidens pilosa e D. horizontalis were reduced by vinasse application, at 7 days after sowing. After 15 days of sowing and vinasse application, the weeds B. pilosa and I.grandifolia have your emergency reduced. The susceptible species to the extract were B. pilosa and D. horizontalis at 7 after sowing. Aconitic acid reduced germination of I. grandifolia and B. pilosa. Conclusions were that vinasse and raw extract of sugarcane present allelopathic effects on some weeds, due to the presence of aconitic acid.

Emissões de N2 e N2O reduzem a eficiência da adubação e podem causar danos ambientais. O método do traçador isotópico (15N) é indicado para medições de N2 e N2O, masnão há relatos de sua utilização no Brasil na quantificação desses gases.O objetivo deste estudo foi adaptar o método do traçador 15N às condições brasileiras para quantificar N2 e N2O derivados do fertilizante aplicado à cana-de-açúcar. Para o ajuste do métodoforam conduzidos três experimentos: um em condições controladas e dois em condições de campo. Em ambiente controlado foram utilizados três solos com diferentes classes texturais. A influência da umidade (40, 60 e 80% da capacidade máxima de retenção de água - CMRA) e da adição ou não de dextrose (500 mgkg-1 de C), foram outros parâmetros avaliados. O K15NO3enriquecido em 23,24% em átomos de 15N foi a fonte de N (100 mg kg-1 de N) utilizada. Os trabalhos de campo foram realizados em Latossolo Vermelho da região de Piracicaba-SP, em área de canade- açúcar sem despalha a fogo. No segundo experimento, foram testadas: fontes de N (15ureia e 15NH4 15NO3, ambos com 31,9% em átomos de 15N); doses de N (55 e 110 kg ha-1); com e sem vinhaça (100 m3 ha-1). No terceiro foram testadas doses de N (70 e 140 kg ha-1)na forma de 15NH4 15NO3; doses de vinhaça (75 e 150 m3 ha-1); com e sem a cobertura de palha (11 Mg ha-1). Em cada experimento, buscou-se aprimorar o protocolo de coleta, preparo e análise dos gases. No primeiro experimento observou-se que somente tratamentos com dextrose emitiram N2O, sendo as emissões aumentadas com a elevação da CMRA de 40 para 60%.Perdas de N (N2 + N2O) do K15NO3variaram de 0,04 a 48,26%. No segundo experimento não foram observadas emissões nos tratamentos com 15ureia. Nos tratamentos com 15NH4 15NO3, somente N2O foi detectado.A vinhaça potencializou as emissões de N2O, mas os fatores de emissão ficaram abaixo de 0,4%. A não detecção do N2 levantou a hipótese que o enriquecimento isotópico dos fertilizantes foi insuficiente para marcar o N2 do interior das câmaras. Então, no último experimento, utilizou-se o 15NH4 15NO3enriquecido a 98 e a 10,43% para as determinações de N2 e N2O, respectivamente. Neste experimento a manutenção da palha intensificou as emissões de N2O proveniente do 15NH4 15NO3; a umidade, a temperatura, o Nmineral e o C-lábil do solo não apresentaram correlações significativas com emissões de N2O. Os fatores de emissão foram inferiores a 0,2%. No último experimento, também não foi detectado o N2, sugerindo que o N2O tenha sido o produto final da desnitrificação nos experimentos de campo. Os resultados mostraram que as adaptações realizadas no método do traçador 15N foram eficazes para a quantificação dos gases. Outras adaptações, entretanto, deverão surgir à medida que a adoção do método do traçador 15N se intensifique no Brasil / N2 and N2O emissions decrease the fertilization efficiency and can cause environmental damages. The 15N tracer method is used to measure N2 and N2O emissions, but there are no reports of its application in Brazil. The objective of the present study was to adapt the 15N tracer method to Brazilian conditions to quantify the N2 and N2O from fertilizers applied in sugarcane crop. Three experiments were conducted to adjusting the method: one in controlled conditions and the others in field. In controlled conditions, three soils with distinct textural class were evaluated. It was measured the moisture content (40, 60 and 80 % of water holding capacity - CMRA) and two levels of dextrose (0 and 500 mg C kg-1). K15NO3 (23.24 atom% 15N) was the N source used (100 mg kg-1). The field experiments were carried out on a RhodicDystrudox in Piracicaba region, Sao Paulo state. In the second experiment, two N sources (urea and NH4NO3, both with 31.9 atom% 15N), two N levels (55 and 110 kg ha-1) and two vinasse addition levels (0 and 100 m³ ha-1) were evaluated. In the third experiment, two N levels (70 and 140 kg ha-1) using 15NH4 15NO3 as N source, two vinasse levels (75 and 150 m³ ha-1) and the presence (11 Mg ha-1) or not of straw covering were evaluated. In each experiment, we try to improve our sampling protocol, gases preparing and analysis based on the limitations detected. In the first experiment, the N2O emissions occurred only in dextrose presence and were increased when the CMRA was raised to 60%. The N losses (N2+N2O) from K15NO3 varied from 0.04 to 48.26%. In the second experiment, it was not observed N2O emission with urea fertilization. In the treatments with NH4NO3 fertilization, it was only observed N2O emission. The vinasse application potentiated the N2O emissions, but the emissions factors were below 0.4 %. We believed that fertilizer isotopic enrichment was not sufficient to label the N2 inside chambers and because of this it was not possible measure N2 emission. So, in the last experiment, we used the 15NH4 15NO3 enriched with 98 and 10.43 atom% 15N to measure the N2 and N2O emission, respectively. In the same experiment, the straw maintenance on soil surface increased the N2O emissions from NH4NO3. The moisture, temperature, N-mineral and the C-labile were not significantly correlated with N2O emissions. The emissions factors were under of 0.2%. In the last experiment, likewise, it was not detected N2 emission, suggesting that the final product from denitrification was N2O in field experiments. Our results showed that adaptations realized in 15N tracer method were effective to quantify gases emissions. However, others adaptations can arise as result of intensification in adoption of 15N tracer method in Brazil

Este trabalho teve como objetivo avaliar o desempenho de um reator anaeróbio de leito fluidificado na degradação da vinhaça de cana-de-açúcar, sob condições mesofílicas. Ensaios batelada foram realizados a diferentes concentrações, visando avaliar a degradação do substrato pela biomassa anaeróbia e obtenção de parâmetros cinéticos. Vinhaça diluída a valores de DQO de 1984 mg/L, 2827 mg/L, 3800 mg/L, 6354 mg/L, 7395 mg/L, 10705 mg/L e 15872 mg/L foi utilizada nos experimentos, mostrando reduções de 67% em 192 horas, 75% em 358 horas, 81% em 408 horas, 80% em 480, 72% em 504 horas, 76% em 840 horas e de 71% em 1080, para essas concentrações, respectivamente. A reação ocorrida nos reatores foi analisada como sendo de ordem zero, com valor médio da constante de reação de 10,4 mg/L.h. Testes com partículas de poliamida, poliestireno e nylon foram realizados, objetivando a escolha da melhor partícula em termos de formação e desenvolvimento de biofilme para posterior uso no reator. As três partículas mostraram-se favoráveis à adesão e colonização de microrganismos. O reator anaeróbio de leito fluidificado foi inoculado com lodo proveniente de reator UASB, que tratava água residuária de abatedouro de aves. O volume do reator era de 770 cm3, operando com tempo de detenção hidráulica de 24 h. A partícula utilizada como material suporte foi poliestireno. O tempo de operação do reator foi de 122 dias, sendo aplicada vinhaça diluída a valores de DQO que variaram de 1009 mg/L a 15874 mg/L e COVa de 1,0 Kg/m3.d a 15,9 Kg/m3.d, apresentando resultado de remoção de DQO médio de 51% a 70% e COVrv de 0,5 Kg/m3.d a 7,9 Kg/m3.d. Observações microscópicas em MEV, mostraram boa adesão microbiana nas partículas de poliestireno, em todas as fases do reator. / This work had as objective evaluates the efficiency of a anaerobic fluidized bed reactor for vinasse degradation under mesophilic conditions. Batch tests seeking to evaluate the degradation of the substratum for the anaerobic biomass and obtaining kinetic parameters were accomplished to different concentrations. Diluted vinasse to values of 1984 mg/L, 2827 mg/L, 3800 mg/L, 6354 mg/L, 7395 mg/L, 10705 mg/L and 15872 mg/L of COD was used in the experiments showing reductions of 67% in 192 hours, 75% in 358 hours, 81% in 408 hours, 80% in 480, 72% in 504 hours, 76% in 840 hours and of 71% in 1080, for those concentrations, respectively. The reaction happened in the batch reactors it was analyzed as being of order zero, with medium value of 10,4 mg/L.h for the constant of reaction. Tests with polyamide particles, polystyrene and nylon were accomplished, aiming at the choice of the best particle in formation terms and biofilme development for subsequent use in the reactor. The three particles were shown favorable to the adhesion and colonization of microorganisms. The fluidized bed reactor was inoculated with sludge from reactor UASB treating effluent frompoultry slaughterhouse. The volume of the reactor was of 770 cm3, operating with hydraulic detention time of 24 h. Polystyrene particles were used as material support. The reactor was operated for 122 days, being applied diluted vinasse to values of COD 1009 mg/L ranging to 15874 mg/L and organic loading rate (OLR) of 1,0 Kg/m3.d to 15,9 Kg/m3.d, presenting efficiency COD removal of 51% - 70% and OLR removal of 0,5 Kg/m3.d - 7,9 Kg/m3.d. Microscopic observations in MEV showed good microbial adhesion in the particles of polystyrene, in all the phases of the reactor.

A vinhaça, o bagaço de cana e corantes têxteis descartados são resíduos econômica e ambientalmente importantes. As enzimas inespecíficas e a capacidade adsortiva dos fungos do gênero Pleurotus e do substrato exaurido da produção de cogumelos (SMS) os destacam na biorremediação. O objetivo deste trabalho é avaliar a produção de ligninases por P. sajor-caju e P. ostreatus em fermentação submersa (SmF) e em fermentação sólida (SSF) e aplicar estas na descoloração e detoxificação da vinhaça e do corante azul índigo. Na SmF, as espécies foram crescidas em vinhaça diluída a 50%, livres ou aderidas (\"bio ball\"). A biomassa e atividade das enzimas lacase, peroxidase e MnP foram medidas. Avaliou-se a descoloração da vinhaça tratada e sua toxicidade (D. similis, 48 h). No primeiro experimento de SSF, as espécies cresceram em bagaço+vinhaça. Examinou-se a produção de lacase e MnP e a descoloração de uma solução de azul índigo (pH 4,5) pelo sobrenadante e em contato com o bagaço inoculado. No segundo experimento, avaliou-se as enzimas lacase, peroxidase e MnP dos SMS 1 e 2 (P. ostreatus) em água destilada, tampão citrato-fosfato (pH 5) e solução de Ringer e a descoloração da mesma solução de corante pelos substratos, irradiados ou não. Caracterizou-se o material irradiado, com e sem corante (FTIR) e determinou-se a toxicidade do índigo (H. attenuata, 96 h). Em 12 dias de SmF, a biomassa das duas espécies, nos dois tratamentos, foi equivalente. P. ostreatus com bio ball exibiu maiores atividades de lacase e MnP em seis dias e de peroxidase e MnP em 12, sendo a ultima semelhante à atividade por P. ostreatus livre. P. sajor-caju aderido teve, aos 12 dias, a maior atividade de lacase. Em todos os ensaios, P. sajor-caju descoloriu mais a vinhaça. A vinhaça tratada se tornou menos tóxica para D. similis. Ao 14° dia de crescimento em bagaço, não detectou-se atividade da MnP e a lacase de P. sajor-caju foi maior do a de P. ostreatus: 14 e 0,4 UI g-1, respectivamente. O azul índigo foi melhor descolorido pelo sobrenadante de P. sajor-caju do que por P. ostreatus; a descoloração com bagaço inoculado foi igual para ambos. Para o SMS, a atividade enzimática foi semelhante em todas as extrações. A lacase se destacou no SMS 1, atingindo 2 UI g-1 com 0,1 g mL-1 de água destilada. Com 2,5 g deste substrato, a descoloração de 20 e 60 mL da solução de índigo foi maior com o material não irradiado do que com o irradiado. Para o SMS 2, essa diferença ocorreu apenas com 60 mL. A análise por FTIR revelou a presença de grupos de ligação com o corante. O espectro do SMS 2 diferiu do material controle (sem corante), sugerindo uma maior interação do que no SMS 1. O corante tratado pelo SMS se tornou muito mais tóxico para H. attenuata. Concluiu-se que os resíduos propiciaram a expressão enzimática em P. sajor-caju e P. ostreatus, a descoloração da vinhaça e do azul índigo e a redução de toxicidade da vinhaça. / Sugarcane bagasse and vinasse, as well as discharged textile dyes, are economically and environmentally important wastes. Pleurotus fungi and their spent mushroom waste (SMS) are noticed for their biosorption capacity and for producing unspecific enzymes. The aim of this work is: a) assess ligninases production by P. sajor-caju and P. ostreatus under submerged fermentation (SmF) and solid state fermentation (SSF); b) perform the discoloration and evaluate the detoxification of vinasse and indigo blue dye by those enzymes. Under SmF, the fungi were grown in vinasse 50% with or without a carrier (bio ball). Biomass and laccase, peroxidase and MnP activities were measured, as well as vinasse discoloration and its toxicity (D. similis, 48 h). At the first SSF experiment, the species were inoculated on bagasse+vinasse and laccase and MnP activities were measured; the discoloration of the indigo blue solution was performer with both the enzymatic broth and the inoculated bagasse. The second SSF experiment regarded two SMS from P. ostreatus (SMS 1 and 2). Laccase, peroxidade and MnP activities were measured after extraction with distilled water, phosphate-citrate buffer (pH 5) and Ringer solution. The discoloration of the same indigo solution (irradiated or not materials), followed by FTIR analysis of the irradiated substrate, were performed. The toxicity of treated and untreated indigo blue was given by H. attenuata (96 h). After 12 days under SmF, both species, grown free or with the carrier, produced the same biomass amount. Immobilized P. ostreatus gave the best results for laccase and MnP (six days), MnP (12 days), along with free P. ostreatus, and peroxidase (12 days). Peroxidase (six days) was better produced by free P. ostreatus; laccase (12 days) was higher for immobilized P. sajor-caju. Vinasse was more extensively discolored by P. sajor-caju in all treatments. Treated vinasse became less toxic for D. similis. After 14 days growing on bagasse, both species produced laccase (14 UI g-1 for P. sajor-caju and 0,4 for P. ostreatus) and no MnP activity was observed. Indigo blue was better discolored by P. sajor-caju enzymatic broth (74% at the proportion of 2:8); the discoloration with inoculated bagasse was statistically the same for both fungi. Regarding the SMS, laccase was the outstanding enzyme for SMS 1, reaching 2 UI g-1 with distilled water 0,1 g mL-1. Non irradiated SMS performed a better discoloration of the indigo dye solution than irradiated SMS 1 with 20 and 60 mL of solution. For SMS 2, a greater discoloration by the non-irradiated material compared to the irradiated one was achieved only with 60 mL of the indigo blue solution. SMS 2 + indigo blue spectra was different than the control material (no dye), suggesting that SMS 2 interacted more with the dye than SMS 1. The indigo blue solution had its toxicity towards H. attenuata increased after interacting with SMS 1 and 2. This work concluded that the studied wastes allowed enzymes expression by P. sajor-caju and by P. ostreatus, the discoloration of vinasse and indigo blue and a decrease in vinasse toxicity.