Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-09-21T11:44:08Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Fabiano Mendonça de Oliveira - 2016.pdf: 11351703 bytes, checksum: 1a7c01bfc2d9166931f9c893e8eeccd1 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-09-21T11:44:30Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Fabiano Mendonça de Oliveira - 2016.pdf: 11351703 bytes, checksum: 1a7c01bfc2d9166931f9c893e8eeccd1 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-21T11:44:30Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Fabiano Mendonça de Oliveira - 2016.pdf: 11351703 bytes, checksum: 1a7c01bfc2d9166931f9c893e8eeccd1 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-06-08 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Goiás - FAPEG / The intensification of human actions, consumption, production and exploitation of raw materials, coupled with rapid population growth and development of industrial activity have caused major environmental impacts, affected the quality of water, soil and human health. The activities of the textile industry generally consume a lot of water, generating a high volume of waste, contributing to the increase in account-level determinants. Some of these contaminants show toxicity even at low concentrations, the dyes. Adsorption has been identified as a promising technique for the removal of dyes from effluents. The organic residues are low cost alternative materials, since considerable quantities thereof are discarded in the environment and have already reported the potential of these materials as adsorbents in removing pollutants. Therefore, this study was to evaluate the use of coconut fiber, bagasse from sugarcane and orange peel as adsorbents in removing the methylene blue dye in an aqueous medium. For both the adsorbent materials were subjected to different treatments using HCl, NaOH and hexane. The raw and processed materials were characterized using the techniques of scanning electron microscopy (SEM), Infrared Spectroscopy in the region and Rays Diffraction X. The parameters evaluated in the adsorption study particle size of the material, pH, agitation time , amount of adsorbent material and adsorption kinetic mechanism of adsorption equilibrium. Optimized kinetic data were fitted to the models of pseudo first order, pseudo second order, intraparticle diffusion and chemisorption, where we found that the most appropriate model was the pseudo second order. The experimental data of the isotherms were drawn to the models of Langmuir and Freundlich. The balance of experimental data fitted to the Freundlich model. The maximum adsorption capacity observed for the coconut fiber raw and treated with HCl, 166.67 and 104.8 mg g-1, respectively. The results show that the organic residues have potential application as adsorbent materials in the remediation of organic pollutants in particular, dyes in wastewater. / A intensificação das ações humanas, do consumo, produção e exploração de matérias primas, associado ao acelerado crescimento populacional e desenvolvimento da atividade industrial, têm ocasionado grandes impactos ambientais, prejudicado a qualidade das águas, dos solos e a saúde humana. As atividades da indústria têxtil geralmente consomem muita água, gerando um elevado volume de efluentes, contribuindo para o aumento dos níveis de contaminantes. Alguns destes contaminantes apresentam toxicidade mesmo em baixas concentrações, os corantes. A adsorção tem sido apontada como uma técnica promissora para a remoção de corantes de efluentes. Os resíduos agroindustriais são materiais alternativos de baixo custo, uma vez que quantidades consideráveis destes são descartadas no ambiente e já se têm relatos do potencial desses materiais como adsorventes na remoção de poluentes. Nesse sentido, este trabalho foi realizado com o objetivo de avaliar a utilização da fibra de coco verde, bagaço de cana-de-açúcar e casca de laranja como adsorventes na remoção do corante azul de metileno em meio aquoso. Para tanto os materiais adsorventes foram submetidos a diferentes tratamentos utilizando HCl, NaOH e hexano. Os materiais in natura e tratados foram caracterizados empregando-se as técnicas de Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV), Espectroscopia na Região do Infravermelho e Difratometria de Raios X. Os parâmetros avaliados no estudo de adsorção foram granulometria do material, pH, tempo de agitação, quantidade de material adsorvente, mecanismo cinético de adsorção e equilíbrio de adsorção. Os dados cinéticos otimizados foram ajustados aos modelos de pseudo primeira ordem, pseudo segunda ordem, difusão intrapartícula e quimissorção, em que foi possível verificar que, o modelo mais adequado foi o pseudo segunda ordem. Os dados experimentais das isotermas foram delineados aos modelos de Langmuir e Freundlich. Os dados experimentais de equilíbrio se ajustaram ao modelo de Freundlich. A capacidade máxima adsortiva verificada para a fibra de coco verde in natura e tratada com HCl, 104,8 e 166,67 mg.g-1, respectivamente. Os resultados obtidos mostram que os resíduos agroindustriais apresentam potencial aplicação como materiais adsorventes na remediação de poluentes orgânicos em específico, corantes em efluentes líquidos.

A vinhaça é um resíduo da produção de etanol e reutilizada nas áreas de cana-de-açúcar fornecendo nutrientes para cultura, principalmente potássio. Gerada na proporção de 10 a 13 litros para cada litro de etanol produzido, a vinhaça representa uma excelente alternativa aos fertilizantes químicos e apresenta desafios ambientais e técnicos para sua aplicação nos solos agrícolas. O manejo inadequado da aplicação de vinhaça pode acarretar, além dos problemas ambientais, pior qualidade da matéria prima para indústria. Esta pesquisa teve como objetivo estudar o efeito da aplicação de diferentes doses de vinhaça via gotejamento subsuperficial no desenvolvimento, na produtividade agrícola, nos parâmetros tecnológicos (oBrix, Pol, pureza, fibra, açúcar redutor, açúcar redutor toral, açúcar total recuperável e teor de cinzas), na produção de bioprodutos da cana-de-açúcar e nas alterações do pH e da condutividade elétrica da solução do solo, além da avaliação do sistema de irrigação por gotejamento subsuperficial. O experimento foi instalado na área experimental do Departamento de Engenharia de Biossistemas - USP/ESALQ, situada em Piracicaba-SP. Foi adotado o delineamento estatístico inteiramente casualizado com 6 tratamentos e 4 repetições, sendo o tratamento 1 sem irrigação e com adubação convencional junto ao plantio, tratamento 2 fertirrigado convencional, e os tratamentos de 3 a 6 fertirrigados com diferentes doses de vinhaça. O tratamento 4 recebeu a dose (DCETESB) calculada segundo os critérios da norma técnica P4.231/2005 da CETESB, e os tratamentos 3, 5 e 6 receberam, ½ DCETESB, 2xDCETESB e 3xDCETESB, respectivamente. Dois ciclos, cana-planta e primeira soca, foram avaliados. O acompanhamento do pH e da condutividade hidráulica do solo, o desenvolvimento vegetativo, a análise nutricional das folhas e o desempenho do sistema de irrigação foram avaliados no primeiro ciclo. A produção de biomassa, a produção de açúcar, a produção de etanol foram avaliados nos dois ciclos. Os resultados mostraram que houve um aumento dos valores de pH e CE no solo, diante do aumento do volume aplicado, mas evidenciou-se a necessidade de um maior intervalo de tempo para a percepção de suas diferenças. Os tratamentos 4, 5 e 6 apresentaram maiores valores de área foliar e altura de planta em relação ao tratamento 1, enquanto que os outros dados de biometria não apresentaram diferença entre os tratamentos. As análises foliares realizadas mostraram que não houve influência das doses de vinhaça no estado nutricional das plantas. Dentre os parâmetros tecnológicos avaliados o teor de cinzas no caldo foi influenciado pela aplicação de diferentes doses nas duas colheitas realizadas, já os outros parâmetros não foram influenciados. A produtividade de cana-de-açúcar apresentou diferença entre os tratamentos apenas na primeira colheita, sendo que aplicação de vinhaça resultou no aumento de produção. Esse aumento de produtividade ocorrido no primeiro ciclo resultou diretamente em um aumento do etanol de segunda geração (E2G), enquanto que a produção de açúcar, etanol de primeira geração (E1G) e etanol total (E1G+E2G) não apresentaram diferença significativa entre os tratamentos. / Vinasse is a by-product from ethanol production and reused in sugarcane fields providing nutrients to the plants, mainly potassium. Generated at a rate of 10-13 liters for every liter of ethanol, the vinasse represents an excellent alternative to chemical fertilizers and it also presents environmental and technical challenges for its applications on agricultural soils. Mismanagement of vinasse can cause environmental impacts and lower the quality of sugarcane production. This study had as aim to study the effect of application of different doses of vinasse by a subsurface drip irrigation system in sugarcane vegetative development, sugarcane yields, technological parameters, bio-products production, changes in pH and electrical conductivity (EC) of the soil, evaluation of potential to use of drip irrigation to apply vinasse. A completely randomized design with 6 treatments and 4 repetitions was conducted at experimental area of Bio systems Engineering Department of USP/ESALQ, placed in Piracicaba-SP. The treatment 1 was performed in dry land system with chemical fertilization at planting; treatment 2 was fertigated with chemical fertilizers (no vinasse); treatments from 3 to 6 received different levels of vinasse. Treatment 4 received the dose (DCETESB) calculated in according to criteria from technical standard P4.231/2005 of CETESB, and treatments 3, 5 and 6 received ½ DCETESB, 2xDCETESB and 3xDCETESB, respectively. Two cycles of sugarcane were evaluated, first year and firs ratoon. The monitoring of pH and EC of the soil, vegetative development, leaf nutrional analysis and drip irrigation performance were evaluated at first cycle. Biomass, sugar and ethanol production were evaluated at first and second cycles. The results showed that an increase of pH and EC occurred due to the vinasse application, however, was evident the need of a higher interval of time to see the differences. Treatments 4, 5 and 6 showed higher values of leaf area and plant height when compared to treatment 1, while the another biometric data did not show difference between the treatments. Leaf nutritional analysis showed that did not have effect of vinasse doses in nutritional status of the plants. Among technological parameters just as content was affected by the application of different doses of vinasse at two harvests, and the another parameters were not affected. Sugarcane yields showed difference between treatments just at first year when vinasse application resulted in production increasing. This increase caused an increase of second generation ethanol production (E2G), while the sugar, first generation ethanol (E1G) and total ethanol (E1G+E2G) did not show significance difference between treatments.

Orientador: Ranulfo Monte Alegre / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-22T08:00:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MachacaMonroy_Yaneth_M.pdf: 1365272 bytes, checksum: c1b3699ae68ab80cd192da47b72552f6 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Estudou-se a produção de enzimas fúngicas como substitutos do coalho de vitelo na indústria de queijo. Apartir de quatro cepas de fungos, o Aspergillus oryzae (NRRL 484) foi selecionada por produzir maior atividade de coagulação do leite durante a fermentação em estado solido (FES). A atividade de coagulação foi avaliada através de ensaios em placas, em que o maior diâmetro de halo obtido, relacionado com a hidrólise da caseína, foi de 6,2 cm. Os substratos utilizados foram farelo de soja, de arroz e de trigo e estudou-se a combinação de várias quantidades dos substratos utilizando delineamento de misturas. Dos substratos utilizados, houve maior crescimento do fungo quando foi utilizada a mistura dos farelos. O aumento da quantidade de farelo de trigo na mistura foi estatisticamente importante, sendo favorável ao aumento da atividade enzimática, que alcançou valores de 16000 US. As maiores atividades enzimáticas foram observadas em 96 horas de cultivo, com umidade de 80%. Em seguida fez-se um Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR) de 11 ensaios onde as variáveis independentes foram temperatura e pH. Os resultados obtidos pelo DCCR foram analisados por ferramentas estatísticas que confirmaram a confiabilidade do modelo preditivo para a atividade da enzima. De acordo com este modelo, a máxima atividade enzimática foi de 16552 US, em pH 5,8 e temperatura de 32°C do meio sólido. Em relação às concentrações de cloreto de cálcio (CaCl2) para a coagulação do leite, a maior atividade enzimática foi obtida utilizando a concentração de 0,04 M. Também foi avaliada a influência da concentração de sólidos do leite no tempo de coagulação. Maiores concentrações de sólidos levaram a menores tempos de coagulação. De forma geral, verificou-se que as atividades enzimáticas obtidas nas condições otimizadas foram superiores às relatadas por outros pesquisadores / Abstract: Production of fungal enzymes as substitutes for calf rennet in the cheese industry was studied. Aspergillus oryzae (NRRL 484) was selected among four strains of fungi due to its higher milk-clotting activity during solid state fermentation (SSF). The clotting activity was evaluated by tests in plates, in which the largest halo diameter obtained was 6.2 cm. The halo diameter is related to the casein hydrolysis. The substrates used were pure soybean, rice and wheat bran. In addition, the combination of substrates using varying amounts of mixture design was also studied. Higher fungus growth was achieved when a mixture of the substrates was used. The increased amount of wheat bran in the mixture was statistically significant led to higher enzyme activity, which reached values of 16000 US. The highest enzyme activities were observed at incubation time of 96 h with 80% humidity. A Central Composite Rotational Design (DCCR) of 11 essays was performed, in which the independent variables evaluated were temperature and pH. The results were analyzed by DCCR statistical tools which confirmed the reliability of the predictive model for the enzyme activity. According to this model, the maximum enzymatic activity was 16,552 US, at pH 5.8 and solid medium temperature of 32 °C. Regarding the calcium chloride (CaCl2) concentration necessary to the milk clotting, the highest enzymatic activity was obtained using a concentration of 0.04 M. The effect of solids concentration in the milk-clotting time was also evaluated. Higher solids concentration leads to lower clotting times. In general, it was found that the enzyme activities obtained at the optimized conditions were greater than those reported by other investigators / Mestrado / Engenharia de Alimentos / Mestra em Engenharia de Alimentos

Orientador: Glaucia Maria Pastore / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-18T13:15:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Andrade_CristianoJosede_M.pdf: 12087429 bytes, checksum: e7e52d39533950f814bfe0b0170abd81 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Os parâmetros ótimos de desodorização (temperatura, porcentagem de vapor e pressão de operação) são determinados de acordo com o tipo de óleo e o processo de refino selecionado. O refino do óleo de palma é realizado preferencialmente através do refino físico, pois sua elevada acidez pode provocar uma perda excessiva de óleo neutro no caso da utilização do refino químico. O refino físico de óleos vegetais consiste num processo de esgotamento ou stripping, no qual sob pressões reduzidas e elevadas temperaturas os compostos voláteis são removidos do óleo neutro através da utilização de um agente de arraste, que pode ser um gás ou vapor. No entanto, estas condições de processo também facilitam a ocorrência de volatilização de valiosos compostos minoritários como esqualeno, tocoferóis, tocotrienóis, fitoesteróis, bem como uma pequena porção dos acilgliceróis. Desta forma, este trabalho apresenta a aplicação da metodologia de superfície de resposta (MSR) no estudo dos efeitos de três variáveis de processo (temperatura, porcentagem de vapor e fração estearina/oleína), sobre a perda/transferência de compostos graxos durante a desacidificação física. As respostas de interesse foram acidez final do óleo e perda de óleo neutro (PON). Os resultados revelaram que a composição do óleo é um fator importante e estatisticamente significante a ser considerado na seleção de variáveis de processo mais adequadas, além da temperatura e da porcentagem de vapor. Na segunda etapa, foi realizado um estudo detalhado da degradação térmica dos carotenóides no óleo de palma considerando-se temperaturas variando na faixa de 170 ºC a 230 ºC. O processo de aquecimento foi realizado com injeção de nitrogênio e a coleta de amostra foi feita a cada 20 min durante um período de aquecimento total de 140 min. Os dados experimentais foram então comparados com dados da literatura relacionados à degradação de carotenóides. A degradação térmica dos carotenóides mostrou uma melhor adequação a uma ordem de reação superior a 1. Em uma etapa posterior, a metodologia de superfície de resposta (MSR) foi aplicada para o refino físico de amostras de óleo de palma de diferentes qualidades, medidas através de sua acidez inicial. Foram consideradas a influência de duas condições de operação e um terceiro parâmetro de qualidade, sendo estes: temperatura, porcentagem de vapor e acidez inicial das amostras. As respostas de interesse foram acidez final do óleo, retenção de tocóis, perda de óleo neutro (PON) e retenção de carotenóides. Os resultados mostraram que a acidez inicial é um parâmetro estatisticamente importante para a obtenção de valores aceitáveis de acidez final. Este parâmetro está diretamente relacionado à concentração de componentes minoritários no óleo, pois caso o valor de acidez final não tenha atendido aos padrões pré-determinados, o óleo deve ser submetido a tratamentos subseqüentes utilizando-se temperaturas mais elevadas ou maiores tempo de processo, portanto, acarretando a redução dos compostos minoritários. Para finalizar este trabalho foi avaliada a ocorrência da reação de hidrólise de óleo neutro durante o processo de desacidificação física. Os resultados revelaram que as maiores concentrações de ácidos graxos livres (AGL) no óleo e as menores concentrações de AGL no destilado foram obtidas para as maiores vazões de vapor e menores tempos de processo. Observou-se também, que a geração de AGL aumenta com o aumento da porcentagem de vapor e da temperatura do processo. Através da análise da cinética da hidrólise de óleo neutro, foi possível verificar uma boa adequação dos dados à equação de primeira-ordem / Abstract: Optimal deodorizing parameters (temperature, steam percentage, and operating pressure) are determined by the type of oil and the selected refining process. Refining of palm oil is preferably performed by physical means since its high acidity can lead to excessive losses of neutral oil in case of the caustic refining process. Physical refining of vegetable oils is a stripping process in which, under low absolute pressure and high temperatures, the accompanying lower boiling compounds are distilled off from neutral oil, by using gas or steam, as effective stripping agent. However, these processing conditions also increase the occurrence of volatilization of the valuable minor components present in the oil such as squalene, tocopherols, phytosterols, as well as some portion of acylglycerols. Thus, this work presents the application of response surface methodology (RSM) to the study of the effects of three factors (temperature, percentage of stripping steam and the stearin/olein ratio) on the losses/transfer of fatty compounds during the steam deacidification. The responses of interest were the final oil acidity and the loss of neutral oil (NOL). The results revealed that the oil composition was an important and statistically significant factor in the selection of more suitable processing variables, besides temperature and steam. In the second step, a detailed study was performed for carotene thermal degradation in palm oil at four temperatures ranging from 170 ºC to 230 ºC. The heating process was carried out with injection of nitrogen and the samples were collected every 20 min during a total heating period of 140 min. The experimental data were then compared to literature data concerning carotenoids thermal degradation. The thermal degradation kinetics of carotenoids in palm oil followed an order superior to 1. In the next step of this work, response surface methodology (RSM) was applied to study the physical refining process of palm oil samples of different qualities, measured by their initial acidity. The influence of two operative conditions and a third quality parameter are considered: the temperature, the steam percentage, and the initial FFA. Their effect on the final FFA, tocols retention, neutral oil loss (NOL), and carotene retention was investigated. The results revealed that the initial FFA is a statistically important parameter to obtain acceptable values for final FFA, which has directly relation with the concentration of minor components in the oil by the submission to higher temperatures or longer refining periods, in order to reach the standard values. To end this work, it was evaluated the occurrence of hydrolysis of neutral oil during the steam deacidification. The results revealed that the highest percentages of FFA into the oil and the lowest percentages of FFA on the distillate were obtained when applying high steam flow rates associated with reduced stripping times. It was also observed that the generation of free fatty acids increases with the increasing of the percent of steam injected into the oil as well as with the increasing of the process temperature. The kinetic investigation revealed that the hydrolysis of neutral oil follows a first-order reaction / Mestrado / Ciência de Alimentos / Mestre em Ciência de Alimentos

Submitted by Biblioteca Central (biblioteca@unicap.br) on 2018-06-06T18:35:42Z No. of bitstreams: 2 claudia_maria_rocha_moura.pdf: 1212429 bytes, checksum: 64bbf58e7633e49f0648b0ef6ed9e0ab (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-06T18:35:42Z (GMT). No. of bitstreams: 2 claudia_maria_rocha_moura.pdf: 1212429 bytes, checksum: 64bbf58e7633e49f0648b0ef6ed9e0ab (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2018-04-06 / Microbial enzymes are one of the bioactive products have increased their production in recent decades, due to its widespread use in many existing industrial and environmental sectors. There are numerous applications of microbial enzymes in various sectors of biotechnology. Due to its widespread use, several studies have been undertaken to isolate and identify new producers microorganisms, especially those isolated from poorly studied environments and with an immense microbial biodiversity as the northeastern Caatinga. Studies have been conducted with filamentous Penicillium isolated from soil samples of the fungi of Pernambuco Caatinga to produce tannase. Initially enzyme production was performed using selection on solid medium 4 samples. The results showed that the samples called SIS 24 and 25 show the formation of the characteristic halos higher production of enzyme at 37°C, with values of 4.0 and 4.5 cm, respectively. Then molecular and morphological tests for identification of the samples were made which had the largest halos production of tannase and the sample identified as Talaromyces (SIS 24) and Penicillium chrysogenum (SIS 25). The tannase production assays were performed with samples SIS 24 and 25 by submerged fermentation using 4 production media with different compositions at 37 °C, 150 rpm, 168 hours. The results show that the SIS 25 showed the highest enzyme production at 96 hours of production 0.1555 U / mL obtained in the medium 1. Continuing to production studies were performed new production using a 23 full factorial design for alternative media formulation containing organic residues (coffee, grape and orange wastes) under the same conditions used in the previous test. The results showed that the assay 3, which showed a pH 4.8, containing coffee 5g, 12g of grape and orange 5g, presented a lipase activity of 0.210 U / mL. The use of agro-industrial waste emerges as a viable alternative for the development of biotechnology products bioactive media of production. / As enzimas microbianas são um dos produtos bioativos que têm aumentado sua produção nas últimas décadas, devido a sua grande utilização em diversos setores industriais e ambientais existentes. São inúmeras as aplicações das enzimas microbianas em diversos setores da biotecnologia. Devido a sua grande utilização, vários estudos têm sido realizados no sentido de isolar e identificar novos micro-organismos produtores, principalmente aqueles isolados de ambientes pouco estudados e com uma imensa biodiversidade microbiana como a Caatinga nordestina. Foram realizados estudos com fungos filamentosos do gênero Penicillium isolados de solo da Caatinga de Pernambuco para produção de tanase. Inicialmente foi realizada uma seleção de produção da enzima utilizando 4 isolados em meio sólido. Os resultados revelaram que os isolados denominadas de SIS 24 e 25, apresentaram a formação dos maiores halos característicos de produção da enzimas à 37oC, com valores de 4,0 e 4,5 cms, respectivamente. Em seguida, foram realizados ensaios moleculares e morfológicos para identificação das amostras selecionadas (SIS 24) identificada como Talaromyces e a (SIS 25) como Penicillium chrysogenum. Em seguida, foram realizados ensaios de produção da tanase com os isolados SIS 24 e SIS 25 através de fermentação submersa, utilizando 4 meios de produção com diferentes composições, à 37oC, 150 rpm, 168 horas. Os resultados revelaram que a amostra SIS 25 apresentou a maior produção enzimática com 96 h de produção de 0,1555 U/mL obtida no meio 1. Ensaios de produção utilizando um planejamento fatorial de 23 completo para formulação de meios alternativos contendo resíduos agroindustriais (casca de café, casca de uva e resíduo de laranja) nas mesmas condições utilizadas no ensaio anterior. Os resultados obtidos evidenciaram que o ensaio denominado 3, que apresentou um valor de pH 4,8, contendo resíduos de café 5g, de uva 12g e de laranja 5g, apresentou uma atividade tanalitica de 0,210 U/mL. A utilização de resíduos agroindustriais surge como uma alternativa viável na elaboração de meios de produção de produtos biotecnológicos bioativos.

A cadeia agroindustrial de proteína animal é importante setor para a economia brasileira. A pecuária é considerada um dos principais causadores de danos ambientais, como contaminação das fontes dágua e assoreamento dos recursos hídricos; produção e emissão de gases do efeito estufa (GEE). As criações animais e os abatedouros geram elevadas quantidades de resíduos e efluentes, que possuem grande carga orgânica, podendo ser tratados por sistema anaeróbio, tendo como resultado a geração de biogás. Dentre as vantagens dessa aplicação, tem-se: o uso do biogás como fonte de energia elétrica e térmica, além da utilização do biometano, diversificação da matriz energética, com diminuição da dependência do sistema hidrológico, bem como do uso de térmicas a combustíveis fósseis. Também, registra-se o fortalecimento da geração distribuída e uma matriz mais limpa, melhorando as emissões de GEE do setor e contribuindo para a sustentabilidade direta da atividade. Apesar das vantagens amplamente conhecidas do biogás, ainda no Brasil essa fonte de energia ainda é pouco utilizada, significando cerca de 1% da matriz brasileira. O objetivo geral deste estudo é identificar regiões no Estado de São Paulo que possuam potencial de produção de biogás e biometano a partir dos resíduos agropecuários e agroindústrias do setor de proteína animal a partir de duas metodologias distintas, do IPCC e da CETESB, bem como o seu potencial energético para a geração de energia elétrica, analisando as politicas e barreiras existentes. Os resultados encontrados demonstraram grandes inconsistências entre elas e a necessidade de validarmos uma metodologia que realmente considere as diferenças de sistema de produção, climáticas, tecnologias existentes. O levantamento do potencial almeja subsidiar o desenvolvimento de políticas públicas adequadas de incentivo à sua realização, reduzindo as emissões de GEE do setor e, o mais importante, contribuir para a sustentabilidade direta da atividade atingindo a base da cadeia produtiva da agropecuária, que são os criadores e produtores familiares. / The agro-industrial chain of animal protein is important sector for the Brazilian economy. Livestock is considered a major cause of environmental damage, such as pollution of water sources and silting of water resources; production and emission of greenhouse gases (GHGs). Animal creations and slaughterhouses generate large amounts of waste and wastewater, which have high organic load, can be treated by anaerobic system, resulting in the generation of biogas. Among the advantages of this application, it has: the use of biogas as a source of electric and thermal energy, as well as use of biomethane, diversification of energy sources, with reduced dependence on the hydrological system and the use of thermal fossil fuels. Also, register the strengthening of distributed generation and a cleaner matrix, improving the GHG emissions from the sector and contributing to the sustainability of direct activity. Despite the widely known advantages of biogas, even in Brazil this source of energy it is still little used, meaning about 1% of the Brazilian matrix. The aim of this study is to identify regions in the State of São Paulo that have biogas production potential and biomethane from agricultural residues and agro-industries of the animal protein sector from two different methodologies, the IPCC and CETESB, as well its energy potential for the generation of electricity, analyzing existing policies and barriers. The results showed major inconsistencies between them and the need to validate a methodology that actually consider the production system differences, climate, existing technologies. The survey of the potential aims to support the development of appropriate public incentive for achieving policies, reducing GHG emissions in the industry and, most importantly, contribute to direct sustainability of the activity reaching the base of the production chain of agricultural, which are the creators and family farmers.

Orientador: Paulo Cezar Ceresini / Resumo: Rhizoctonia solani AG-1 IA é um patógeno habitante do solo que causa doenças em pastagens e plantas cultivadas, em vários estados brasileiros. Para penetrar e colonizar os tecidos do hospedeiro, o microrganismo utiliza enzimas que podem ser de interesse biotecnológico e industrial. O objetivo do presente trabalho foi produzir e caracterizar a α-amilase secretada por R. solani AG-1 IA utilizando produtos e resíduos agroindustriais como substratos para fermentação. Para todos os ensaios foi adotado o processo de cultivo em estado sólio (CES) à temperatura de 25 °C e umidade inicial de 60%. Inicialmente, nove isolados de R. solani provenientes de diferentes hospedeiros (arroz, braquiária e soja) foram comparados quanto à produção amilolítica. As maiores atividades enzimáticas foram proporcionadas pelos isolados TO_022 e MT_SO85, procedentes da cultura da soja. Na etapa seguinte, foi avaliado o efeito do substrato sobre a produção enzimática. Farelo de trigo (12,98 U mL-1; TO_022), farelo de soja (3,97 U mL-1; MT_SO85) e braquiária lavada (4,95 U mL-1; TO_022) induziram eficientemente a produção amilolítica. O perfil de produção enzimática no farelo de trigo, melhor substrato avaliado no cultivo, indicou o tempo de 216 h como o mais apropriado para a obtenção de α-amilases pelo isolado TO_022 (22,14 U mL-1), e 240 h para o isolado MT_SO85 (22,84 U mL-1). Para caracterização físico-química da enzima foi utilizado o extrato enzimático bruto do isolado TO_022. A α-amilase de R. sola... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Rhizoctonia solani AG-1 IA is a soil-borne pathogen that causes diseases in pastures and cultivated plants in several Brazilian states. To penetrate and colonize host tissues, the microorganism uses enzymes that may be of biotechnological and industrial interest. The aim of the present work was to produce and characterize the α-amylase secreted by R. solani AG-1 IA using agroindustrial products and residues as substrates for fermentation. For all the tests, the solid state cultivation process (SSC) at 25 °C and initial humidity of 60% was adopted. Initially, nine isolates of R. solani from different hosts (rice, Brachiaria grass and soybean) were compared for amylolytic production. The major enzymatic activities were provided by the isolates TO_022 and MT_SO85, from the soybean crop. In the next step, the effect of the substrate on the enzymatic production was evaluated. Wheat bran (12.98 U mL-1; TO_022), soybean meal (3.97 U mL-1, MT_SO85) and washed ruzigrass (4.95 U mL-1; TO_022) efficiently induced amylolytic production. The enzymatic production profile in wheat bran, the best substrate evaluated in the culture, indicated the time of 216 h as the most appropriate to obtain α-amylases by the TO_022 isolate (22.14 U mL-1), and 240 h for the isolated MT_SO85 (22.84 U mL-1). For the physicochemical characterization of the enzyme, the crude enzymatic extract of the TO_022 isolate was used. The α-amylase of R. solani TO_022 exhibited maximum activity at 55 °C and pH 5.5, and ma... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

A exploração de processos viáveis para a conversão da biomassa lignocelulósica em combustíveis limpos e produtos químicos de alto valor agregado, para complementar ou substituir produtos derivados de fontes não renováveis, é crucial para um desenvolvimento sustentável. A valorização e modificação dos componentes lignocelulósicos, torna-se imprescindível para viabilizar o sistema de biorrefinaria. A lignina, macromolécula aromática dominante na natureza, é um destes componentes que, devido a sua estrutura e composição, oferece rotas únicas para a produção de vários químicos de valor agregado. Este trabalho tem como objetivo avaliar o efeito de reações de oxidação em ligninas de bagaço e de palha de cana-de-açúcar, e de casca de café, na obtenção de compostos aromáticos de baixa massa molar, em especial a vanilina, e adicionalmente, verificar a aplicabilidade da lignina oxidada residual na obtenção de matrizes para liberação controlada de herbicida, buscando alternativas para agregar valor à lignina proveniente de resíduos agroindustriais e contribuir com a viabilização de biorrefinarias. Para isso, os materiais lignocelulósicos foram pré-tratados com ácido diluído e submetidos a deslignificação alcalina para obtenção da lignina. As frações obtidas durante cada etapa foram avaliadas quanto a composição química e Espectrometria no Infravermelho (FTIR), e as ligninas obtidas, foram ainda avaliadas por Espectrometria no Ultravioleta (UV) e por Ressonância Magnética Nuclear (1H RMN, 13C RMN e 2D RMN). As ligninas obtidas foram oxidadas em diferentes condições: oxidação enzimática utilizando lacase, em meio ácido e em meio alcalino com H2O2 e oxidação úmida em meio aquoso e alcalino utilizando H2O2. A fração líquida obtida foi analisada por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (CLAE) para identificar e quantificar os aldeídos aromáticos e outros compostos de degradação, enquanto a fração sólida, constituída pela lignina residual oxidada, foi avaliada por FTIR e UV. As ligninas oxidadas provenientes das condições que resultaram em um maior rendimento de vanilina, foram aplicadas na formulação de matrizes para liberação controlada de ametrina. Os resultados mostraram que a lignina de bagaço e de palha de cana não oxidadas são compostas principalmente por unidades siringil e guaiacil, respectivamente, e predominância de ligações ?-O-4, enquanto a lignina de casca de café foi composta principalmente por unidades hidroxil e predominância de ligações C-C, indicando uma estrutura mais condensada. Das oxidações avaliadas, a oxidação em meio alcalino (NaOH 10%) utilizando H2O2 9,1% gerou um maior rendimento de vanilina quando utilizada lignina de bagaço (8,13 mg/g lignina) e de casca de café (1,15 mg/g lignina), e H2O2 6,1% quando utilizada lignina de palha (6,48 mg/g lignina). A aplicação das ligninas oxidadas permitiu a obtenção de matrizes capazes de liberar o herbicida ametrina com diferentes cinéticas, dependendo das propriedades e das proporções das ligninas empregadas. / The exploration of feasible paths for the conversion of the lignocellulosic biomass into clean fuels and high value chemicals, to complement or replace products derived from non-renewable sources, is crucial for a sustainable development. The efficient utilization of the lignocellulosic components is of fundamental importance for the economic viability of biorefineries. Lignin, nature\'s dominant aromatic polymer, is a major component of the biomass that, due to its structuture and chemical composition, is a unique feedstock for producing high-value chemicals. The aim of this study is to seek for alternatives for adding value to lignin from agro-industrial waste in order to contribute to the vialbility of biorefineries. To achieve this, we evaluated the effect of oxidation reactions in sugarcane bagasse and straw lignin, and coffee husk, for obtaining aromatic compounds of low molecular weight, especially vanillin. In addition, the applicability of the residual oxidized lignin for obtaining matrices for the controlled release of herbicides was also examined in this work. For this purpose, the lignocellulosic materials were pretreated with dilute acid and subjected to alkaline delignification to achieve separation of the lignin. The fractions obtained at each stage were analyzed for chemical composition and with Infrared Spectroscopy (FTIR). The lignins were also analyzed using UV-vis Spectroscopy (UV) and Nuclear Magnetic Resonance (1H NMR, 13C NMR and HSQC). The lignins obtained were subjected to oxidation using different physiochemical conditions - enzymatic oxidation with laccase, oxidation in acidic and alkaline medium with H2O2 and wet oxidation in aqueous and alkaline medium using H2O2.The obtained liquid fraction was analyzed by High Performance Liquid Chromatography (HPLC) to identify and quantify the aromatic aldehydes and other compounds of lignin degradation, while the solid fraction, comprising the oxidized residual lignin, was analyzed by FTIR and UV. The oxidized lignins derived from the conditions that have resulted in a maximun yield of vanillin, were applied in the formulation of controlled release matrices of ametryne. Results for non oxidized lignin showed bagasse and straw lignin being composed mainly of syringyl and guaiacil units, respectively, linked predominantly by ?-O-4 bonds, while coffee husk lignin was mainly composed of hydroxyl units linked by C-C bonds predominantly, indicating a more condensed structure. Of all the oxidation reactions, the oxidation in alkaline medium (NaOH 10%) using H2O2 9.1% showed the highest yield of vanillin with bagasse lignin (8.13 mg/g lignin) and coffee husk lignin (1.15 mg/g lignin), and H2O2 6.1% with straw lignin (6.48 mg/g lignin). The application of oxidized lignins as matrices resulted in the release of the herbicide ametryne with different kinetics, depending on the proportions and properties of the lignins applied.

Submitted by Cláudia Bueno (claudiamoura18@gmail.com) on 2016-03-03T13:38:59Z No. of bitstreams: 2 Tese - Guilherme Malafaia Pinto - 2015.pdf: 3540108 bytes, checksum: fa2e7bc8ec723d710d39b686a152e04f (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-03-03T13:48:19Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Tese - Guilherme Malafaia Pinto - 2015.pdf: 3540108 bytes, checksum: fa2e7bc8ec723d710d39b686a152e04f (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-03T13:48:19Z (GMT). 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The second study involved vermicomposting of different tannery sludge doses with cattle dung. The potentiality of such treatment method in agriculture was assessed. The results showed that vermicomposts produced using Eisenia foetida presented different nutrient concentrations, favoring their use as soil conditioners. On the other hand, despite C/N ratios decreased in all treatments, indicating the maturation of the final substrate, the values observed exceeded the maximum limit established by MAPA’s Normative Instruction # 025/2009 for compound organic fertilizers, fact that led to the development of the third study of this Ph.D. thesis. The objective of this study was to detail the investigations on vermicomposting of tanning residues, using two different types of tannery sludge (liming and primary), which were also mixed with cattle dung. At the end of the experiments, vermicomposts yielded high N, P and K total concentrations, as well as pH values and C/N ratios, and N and TOC concentrations that comply with the minimum limits established by MAPA. Besides, Cu, Zn and Cr concentrations in the produced vermicomposts did not exceed the limits established by Conama’s re solution 375/2006. A fourth study followed, aiming at the analysis of a corn culture (cultivar LG 6036) in a typical Dystrophic Red Latosol (Oxisol), irrigated with domestic wastewater and adding tannery sludge vermicomposts produced in the previous study. Although the treatments promoted satisfactory soil conditions for the development and yield of corn, little or no increase in pH, EC, TOC, base saturation, OM, N, K, Cu and Fe concentrations were observed, when compared to concentrations initially identified in the soil. On the other hand, an increase in P, Ca, Mg, Mn and Zn concentrations was observed especially in the treatments that included irrigation with domestic wastewater and/or addition of tannery sludge vermicomposts. Thus, it is concluded that, contrarily to tannery sludge concentrations used in natura, tannery sludge vermicomposts plus irrigation with domestic wastewater constitute important nutrient sources for corn culture. However, we call attention to the use of these residues aiming at the possibility of increasing certain nutrients in soils, once no significant increase was observed for all elements assessed in the culture soils. / Neste estudo, foram desenvolvidos diferentes estudos, em condições de ambiente protegido, os quais, de um modo geral, visaram avaliar o reaproveitamento de lodos de curtume e reuso dessas águas na cultura do milho (Zea mays L.). No primeiro trabalho foram avaliadas as alterações químicas do solo e o rendimento do milho (cultivar BG 7049H) cultivado em um Plintossolo Háplico que recebeu 9 e 18 Mg.ha-1 de lodo de curtume e irrigação com água residuária de origem doméstica. Observou-se que os tratamentos foram capazes de incrementar os valores de pH e as concentrações totais de P, K, Mg e Ca em relação aos valores iniciais do solo, melhorando a fertilidade do mesmo. Porém, a aplicação dessas doses, ainda que em conjunto com a irrigação com água residuária, não proporcionou o rendimento do milho equivalente àquele obtido com a adubação mineral. O segundo estudo avaliou a vermicompostagem de diferentes doses de lodo de curtume, codispostas com esterco bovino, como possível método de tratamento, visando o reaproveitamento desse resíduo, com potencialidade para uso agrícola. Os resultados demonstraram que em geral, os vermicompostos produzidos de Eisenia foetida apresentaram teores de diferentes nutrientes que favorecem o seu uso como condicionadores do solo. Por outro lado, embora a relação C/N tenha diminuído em todas os tratamentos, indicando o amadurecimento do substrato final, os valores observados ultrapassam o limite máximo permitido pela Instrução Normativa nº 025/2009 do MAPA, para fertilizantes orgânicos compostos, fato este que instigou o desenvolvimento do terceiro estudo desta tese. Assim, o terceiro trabalho objetivou aprofundar as investigações sobre a vermicompostagem de resíduos de curtume, usando dois diferentes tipos de lodos de curtume (caleiro e primário), também codispostos com esterco bovino. Ao final dos experimentos, foram produzidos vermicompostos com concentrações totais elevadas de N, P e K, bem como valores de pH e concentrações de N, C/N e COT que atendem aos limites mínimos estabelecidos pelo MAPA. Além disso, foi observado que as concentrações de Cu, Zn e Cr nos vermicompostos produzidos não extrapolam os limites estabelecidos pela resolução nº 375/2006 do Conama. No quarto estudo objetivou-se avaliar o cultivo do milho (cultivar LG 6036) em um Latossolo Vermelho Distrófico Típico irrigado com água residuária doméstica e acrescido de vermicompostos de lodo de curtume, produzidos no trabalho anterior. Neste último estudo, observou-se que, embora os tratamentos tenham proporcionado, no solo, condições satisfatórias para o desenvolvimento e rendimento da cultura, foi verificado muito pouco ou nenhum incremento nos valores de pH, CE, COT, Saturação por bases, MO, N, K, Cu e Fe, quando comparadas às suas concentrações identificadas inicialmente no solo de cultivo. Por outro lado, foi observado incremento nas concentrações de P, Ca, Mg, Mn e Zn, sobretudo, nos tratamentos que receberam irrigação com água residuária doméstica e/ou solo acrescido de vermicompostos de lodo de curtume. Nesse sentido, conclui-se que os vermicompostos de lodos de curtume (ao contrário das concentrações de lodo de curtume in natura usadas neste estudo), consorciados com a irrigação com água residuária doméstica, constituem importantes fontes de nutrientes para a cultura do milho. Contudo, sugere-se atenção quanto ao uso desses resíduos, visando à possibilidade de incremento de nutrientes nos solos, considerando que não foram observados incrementos significativos de todos os elementos avaliados nos solos de cultivo.

A exploração de processos viáveis para a conversão da biomassa lignocelulósica em combustíveis limpos e produtos químicos de alto valor agregado, para complementar ou substituir produtos derivados de fontes não renováveis, é crucial para um desenvolvimento sustentável. A valorização e modificação dos componentes lignocelulósicos, torna-se imprescindível para viabilizar o sistema de biorrefinaria. A lignina, macromolécula aromática dominante na natureza, é um destes componentes que, devido a sua estrutura e composição, oferece rotas únicas para a produção de vários químicos de valor agregado. Este trabalho tem como objetivo avaliar o efeito de reações de oxidação em ligninas de bagaço e de palha de cana-de-açúcar, e de casca de café, na obtenção de compostos aromáticos de baixa massa molar, em especial a vanilina, e adicionalmente, verificar a aplicabilidade da lignina oxidada residual na obtenção de matrizes para liberação controlada de herbicida, buscando alternativas para agregar valor à lignina proveniente de resíduos agroindustriais e contribuir com a viabilização de biorrefinarias. Para isso, os materiais lignocelulósicos foram pré-tratados com ácido diluído e submetidos a deslignificação alcalina para obtenção da lignina. As frações obtidas durante cada etapa foram avaliadas quanto a composição química e Espectrometria no Infravermelho (FTIR), e as ligninas obtidas, foram ainda avaliadas por Espectrometria no Ultravioleta (UV) e por Ressonância Magnética Nuclear (1H RMN, 13C RMN e 2D RMN). As ligninas obtidas foram oxidadas em diferentes condições: oxidação enzimática utilizando lacase, em meio ácido e em meio alcalino com H2O2 e oxidação úmida em meio aquoso e alcalino utilizando H2O2. A fração líquida obtida foi analisada por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência (CLAE) para identificar e quantificar os aldeídos aromáticos e outros compostos de degradação, enquanto a fração sólida, constituída pela lignina residual oxidada, foi avaliada por FTIR e UV. As ligninas oxidadas provenientes das condições que resultaram em um maior rendimento de vanilina, foram aplicadas na formulação de matrizes para liberação controlada de ametrina. Os resultados mostraram que a lignina de bagaço e de palha de cana não oxidadas são compostas principalmente por unidades siringil e guaiacil, respectivamente, e predominância de ligações ?-O-4, enquanto a lignina de casca de café foi composta principalmente por unidades hidroxil e predominância de ligações C-C, indicando uma estrutura mais condensada. Das oxidações avaliadas, a oxidação em meio alcalino (NaOH 10%) utilizando H2O2 9,1% gerou um maior rendimento de vanilina quando utilizada lignina de bagaço (8,13 mg/g lignina) e de casca de café (1,15 mg/g lignina), e H2O2 6,1% quando utilizada lignina de palha (6,48 mg/g lignina). A aplicação das ligninas oxidadas permitiu a obtenção de matrizes capazes de liberar o herbicida ametrina com diferentes cinéticas, dependendo das propriedades e das proporções das ligninas empregadas. / The exploration of feasible paths for the conversion of the lignocellulosic biomass into clean fuels and high value chemicals, to complement or replace products derived from non-renewable sources, is crucial for a sustainable development. The efficient utilization of the lignocellulosic components is of fundamental importance for the economic viability of biorefineries. Lignin, nature\'s dominant aromatic polymer, is a major component of the biomass that, due to its structuture and chemical composition, is a unique feedstock for producing high-value chemicals. The aim of this study is to seek for alternatives for adding value to lignin from agro-industrial waste in order to contribute to the vialbility of biorefineries. To achieve this, we evaluated the effect of oxidation reactions in sugarcane bagasse and straw lignin, and coffee husk, for obtaining aromatic compounds of low molecular weight, especially vanillin. In addition, the applicability of the residual oxidized lignin for obtaining matrices for the controlled release of herbicides was also examined in this work. For this purpose, the lignocellulosic materials were pretreated with dilute acid and subjected to alkaline delignification to achieve separation of the lignin. The fractions obtained at each stage were analyzed for chemical composition and with Infrared Spectroscopy (FTIR). The lignins were also analyzed using UV-vis Spectroscopy (UV) and Nuclear Magnetic Resonance (1H NMR, 13C NMR and HSQC). The lignins obtained were subjected to oxidation using different physiochemical conditions - enzymatic oxidation with laccase, oxidation in acidic and alkaline medium with H2O2 and wet oxidation in aqueous and alkaline medium using H2O2.The obtained liquid fraction was analyzed by High Performance Liquid Chromatography (HPLC) to identify and quantify the aromatic aldehydes and other compounds of lignin degradation, while the solid fraction, comprising the oxidized residual lignin, was analyzed by FTIR and UV. The oxidized lignins derived from the conditions that have resulted in a maximun yield of vanillin, were applied in the formulation of controlled release matrices of ametryne. Results for non oxidized lignin showed bagasse and straw lignin being composed mainly of syringyl and guaiacil units, respectively, linked predominantly by ?-O-4 bonds, while coffee husk lignin was mainly composed of hydroxyl units linked by C-C bonds predominantly, indicating a more condensed structure. Of all the oxidation reactions, the oxidation in alkaline medium (NaOH 10%) using H2O2 9.1% showed the highest yield of vanillin with bagasse lignin (8.13 mg/g lignin) and coffee husk lignin (1.15 mg/g lignin), and H2O2 6.1% with straw lignin (6.48 mg/g lignin). The application of oxidized lignins as matrices resulted in the release of the herbicide ametryne with different kinetics, depending on the proportions and properties of the lignins applied.