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.

A ovinocultura leiteira tornou-se importante economicamente na América do Sul nas últimas décadas, sendo ainda pouco estudada no Brasil. O leite é destinado à produção de queijo, proporcionando valor agregado, sendo considerado fonte de renda aos produtores. Como ponto de partida para o estudo da ovinocultura leiteira, é proposta a descrição do sistema agroindustrial (SAG) para a melhor compreensão das relações entre os agentes. O estudo das cadeias agroalimentares, visando desempenho econômico superior, utiliza abordagens da microeconomia como Economia dos Custos de Transação (ECT), Economia dos Custos de Mensuração (ECM), Visão Baseada em Recursos (VBR) e Teoria do Empreendedor. Dentro dos SAGs existem as cadeias agroalimentares curtas, formas de organização e comercialização que buscam a proximidade entre produtores e consumidores. Este trabalho teve como objetivo descrever o SAG do leite ovino no Brasil, buscando entender as estratégias adotadas pelos agentes e propor uma metodologia de estudo as cadeias curtas. A pesquisa foi do tipo exploratória e de multi-caso, por meio de entrevistas com questionários pré-formulados. O SAG do leite ovino foi caracterizado como um sistema em cadeia curta pela aproximação do produtor com o consumidor, possuindo, na maior parte das vezes, apenas um agente responsável pelas diferentes etapas da cadeia. O sistema é composto, em termos de transformação tecnológica, em quatro grandes elos: insumos, produção primária, agroindústria e distribuição, sendo os insumos adquiridos em mercados spot. Foram identificadas 18 fazendas produtoras no país. As raças predominantes eram Lacaune e East Friesian, com média de 1,17 litros de leite/animal/dia, abaixo da média potencial para as raças (2 litros). Observou-se que 14 entre as 18 propriedades apresentam mão de obra familiar. Dentre os laticínios, quatro possuíam inspeção federal, três possuíam inspeção estadual e três possuíam inspeção municipal. Sete propriedades optaram por não ter o próprio laticínio, fazendo parte de cooperativa; as outras propriedades optaram pela integração vertical. A distribuição é realizada por delivery e venda em mercados pequenos ou lojas próprias. Os maiores centros consumidores encontram-se nos estados do Rio Grande do Sul, Santa Catarina, São Paulo e Minas Gerais, havendo, porém, venda do produto em várias regiões do país. A principal característica do consumidor é o alto poder aquisitivo, fazendo-o buscar o produto em lojas especializadas. Pelo modelo das Cinco Forças de Porter, sugere-se que o sistema se apresenta sustentável e estável, sendo que o principal obstáculo para o crescimento são os produtos substitutos. Há falta de informações técnicas para melhorar a produção, assim, a verticalização do sistema e produção em cadeia curta parece ser a opção mais segura e rentável para os produtores. O modelo de estudo proposto permite analisar uma cadeia curta qualquer, caracterizando-a, com vistas à proposição de estratégias superiores de gestão e coordenação / The dairy sheep industry became economically important in South America in recent decades, but still little studied in Brazil. Milk is utilized for the production of cheese, providing added value, and it is considered a source of income to producers. As a starting point for the study of dairy sheep industry is proposed the description of the agro-industrial system for better understanding of the relationship between the agents. The study of the agri-food chains, targeting higher economic performance, uses microeconomic approaches as Economics of Transaction Costs (ETC), the Economics of Measurements Costs (EMC), Resource-Based View (RBV) and Entrepreneur Theory. Within the agribusiness, there are the \"short food supply chains\", forms of organization and marketing seeking the proximity between producers and consumers. This study aimed to describe the agribusiness of dairy sheep in Brazil, seeking to understand the strategies adopted by agents and propose a methodology to study the short food supply chains. The research was exploratory type and multi-case, through interviews with pre-formulated questionnaires. The agribusiness of dairy sheep was characterized as a short food supply chain system due to the approximation of the producer to the consumer having, in most cases, only one agent responsible for the different stages of the chain. The system is composed, in terms of technological transformation, in four major links: inputs, primary production, processing and distribution. The inputs are purchased in spot markets. It was identified 18 producing farms in the country. The predominant races were Lacaune and East Friesian, with an average of 1.17 liters of milk / animal / day, below the average potential for the races (2 liters). It was observed that 14 among the 18 properties had family labor. Among dairy products, four of them had federal inspection, three had state inspection and three had municipal inspection. Seven farms have chosen not to have the dairy itself but they were part of the cooperative; the other farms have opted for vertical integration. The distribution is carried out by delivery and sale in small markets or stores. The largest consumer centers are in the states of Rio Grande do Sul, Santa Catarina, São Paulo and Minas Gerais, however, there were sale of the product in various regions of the country. The main consumer characteristic is the high purchasing power, so they looked for the product in specialty stores. By the Porters five forces model, it is suggested that the system is sustained and stable and the main obstacle for growth are substitute products. There is a lack of technical information to improve production, so the verticalization of the system and production in a short chain system seems to be the safest and most costeffective option for producers. The proposed study model allows the analysis of any short food supply chain, characterizing it, with a view to proposing higher management strategies and coordination

No estudo sobre a formação do território do capital e da Coamo, primeiramente seguindo por uma perspectiva Dialética Materialista Histórica, caracterizou-se a cooperativa agroindustrial Coamo com base nas nuances da territorialização e da monopolização do capital e sua influência na sociedade, examinando os elementos que foram os responsáveis no interior das cooperativas pela otimização do capital no campo. Para tanto, foi necessário o debate sobre a participação da cooperativa Coamo como instrumento de expansão do capital nas atividades agrárias, consolidando a estruturação da agricultura capitalista, repercutindo em todo o processo social na região de Campo Mourão e se expandindo por todo o Paraná, atingindo os Estados de Santa Catarina e do Mato Grosso do Sul. No estudo da expansão do território do capital foi considerado, como embasamento teórico, o entendimento de duas tríades principais: terra, trabalho e capital (elementos essenciais no desvendamento das contradições do modo de produção capitalista) e capital, território e cooperativa Coamo (elementos que se conectam aos processos de desenvolvimento nacionais e contribuem para a compreensão das contradições criadas no desenvolvimento do modo de produção capitalista em Campo Mourão). Apresentada a problemática que envolve a formação hegemônica do território, foram consideradas as reflexões e os questionamentos realizados por meio da coleta de informações e de entrevistas sobre a atuação da cooperativa Coamo, que é uma das maiores cooperativa da América Latina. Para fins didáticos, a pesquisa foi dividida em duas macrointerpretações, tendo como limite geográfico a área espacial da região de Campo Mourão. Em linhas gerais, uma das tendências da pesquisa voltou-se às particularidades do Estado do Paraná e da região de Campo Mourão, no que se refere à intensificação do capital no campo, com a participação direta da Coamo, entre outros agentes externos e internos, historicamente ligados aos conflitos e às lutas arroladas pela apropriação e regulamentação das terras. A outra tendência de interpretação não se desvinculou da primeira, complementando a análise sobre a temática, apresentando, de forma global e nacional, as vicissitudes geradas no decorrer da formação do território do capital, com o auxílio e integração das cooperativas agropecuárias. Nesse momento foi enfatizado o papel da atuação da Coamo na formação desse território. A partir da análise das macrointerpretações, foi possível o registro de informações sobre o fenômeno da territorialização e da monopolização capitalista que vem se intensificando em todo o país, atingindo praticamente todos os países do mundo. Para tanto, no estudo da territorialização capitalista, foi elencada uma gama de contribuições de autores, sendo Karl Marx um dos maiores representantes do estudo da produtividade do capital, que, com seu pensamento, embasou esta tese de doutoramento. Enfim, destaca-se que, para o seu fortalecimento, o capital está produzindo novas moldagens nas cooperativas, que passam a ser mais uma das formas de reprodução e de acumulação do capital, firmando seu desenvolvimento também em bases cooperativistas, ou seja, denominadas de cooperativas capitalistas. / In the study on the formation of Coamo´s territory of the capital, under a Historical Materialist Dialectic perspective, the agribusiness cooperative was characterized based on nuances of territorialization and monopolization of the capital and its influence on society, examining the elements that were responsible within the cooperatives for the optimization of the capital in the field. To achieve this aim, we needed the debate on the participation of Coamo as an instrument of penetration of the capital in agricultural activities, consolidating the structure of capitalist agriculture, affecting the entire social process not only in the region of Campo Mourão, but also reaching the states of Santa Catarina and Mato Grosso do Sul. In the study of the expansion of the territory of the capital, it was considered, as the theoretical basis, the understanding of two major triads: land, labor and capital that are essential elements in revealing the contradictions of the capitalist mode of production - and the capital, land and Coamo, which are elements that connect themselves to the national processes and contribute to the understanding of the contradictions created in the development of the capitalist mode of production. Stated the problem that involves the formation of hegemonic territory, it was taken into consideration the discussions and issues got by data collecting and interviews about the performance of cooperative Coamo, which is one of the largest cooperative in Latin America. For didactic purposes, the research was divided into two macro-interpretations, considering the spatial area of the region of Campo Mourão as the geographic limits. In general, a research line was directed to the particularities of the State of Paraná and the region of Campo Mourão, in relation to capital deepening in the field, with the direct participation of Coamo, among other internal and external agents, historically linked to the conflicts and struggles enrolled for the appropriation of land and regulations. The other trend of interpretation is not apart from the first, complementing the analysis about the subject by presenting global and national vicissitudes generated during the formation of the territory\'s capital, with the assistance and integration of agricultural cooperatives. At this point, it was emphasized Coamo ´s role played in the formation of this territory. From the analysis of macro-interpretations, it was possible to record information about the phenomenon of territorial and capitalist monopoly which is intensifying across the country, affecting practically all countries of the world. To this end, the study of capitalist territorial, was cast a range of contributions from authors and Karl Marx one of the greatest representatives of the study of capital productivity, which based the thought of his doctoral thesis. Finally, we point out that for its strengthening, capital is producing new moldings in cooperatives that become more and more a way of reproduction and accumulation of capital, firming its development also in cooperative databases, that is cooperatives called capitalists.

O etanol produzido a partir da cana-de-açúcar já faz parte da matriz energética do Brasil há tempo considerável. Agora, com a perspectiva de escassez de petróleo, o etanol passa a ser uma opção de combustível para muitas outras nações no mundo. No entanto, para que isto ocorra, existe uma forte pressão para que este combustível se adéqüe a formas de produção que prezem pela sustentabilidade do sistema, com base no tripé: econômico, ambiental e social. Soma-se a isso um brutal aumento da demanda pelo combustível, o que leva os grupos do setor sucroalcooleiro a buscarem melhor formas para aumentar a competitividade do produto. Com isso os produtores independentes de cana-de-açúcar passam a ser vistos como um agente importante para o crescimento deste sistema. Um setor que é conhecido por verticalizar o processo da produção passa a encontrar nestes fornecedores independentes uma fonte de fornecimento de matéria-prima competitiva e fundamental. Este trabalho tem o objetivo de analisar a estrutura de governança utilizada pelos grupos do setor sucroalcooleiro, bem como eles gerenciam o relacionamento com fornecedores. Isto foi alcançado através de uma pesquisa desk research, com foco na teoria da Economia dos Custos de Transação, modelos eficientes de estrutura de governança e uma análise do sistema agroindustrial da cana-de-açúcar no Centro-Sul do Brasil, junto com um estudo multi-casos com 4 grupos do setor sucroalcooleiro do Estado de São Paulo. Os resultados obtidos evidenciam que a definição da estrutura de governança utilizada pelos grupos não ocorre de maneira pontual, e sim levando em conta aspectos ligados a capacidade dos fornecedores e a capacidade das usinas em lidar com esses relacionamentos. Outro resultado obtido diz respeito ao fato que a maior participação desses fornecedores acaba por estimular a especialização do agentes em sua atividade fim. / Sugar-cane ethanol has long been part of Brazils energy matrix. Recently, with the prospect of oil shortages, ethanol has become an option of fuel for many other nations around the world. Nevertheless, for this to occur, the ethanol industry has been pressured to adopt sustainable production processes, based on the tripod of sustainability: profit, environment and society. In addition to that, the blast on the demand for this fuel has been leading the industry towards enhancing the products competitiveness. Therefore, independent sugar-cane producers have become important players for the growth of the system. A sector known for verticalizing the production process now finds on these suppliers an important source of competitive rawmaterial. This paper aims to analyze the governance structure utilized by the sugar and ethanol industry, as well as the way it manages the relationship with suppliers. This has been reached through a desk research focused on the Theory of Transaction Costs, efficient models of governance structures and an analysis of the sugarcane commodity system in Central- Southern Brazil, along with a multi-case study involving 4 groups of the sugar and ethanol industry of the State of Sao Paulo. The results show that the definition of the governance structure utilized by the groups do not occur out of a context, but taking into account aspects related to the capacity of suppliers and mills in dealing with these relationships. Another result regards the fact that the participation of suppliers stimulates the specialization of the agents in their own core business.

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.

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.

Made available in DSpace on 2017-05-12T14:46:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cristiane.pdf: 1676874 bytes, checksum: b32327481322325a528776559d52d690 (MD5) Previous issue date: 2012-12-12 / Attempting to associate waste treatment to the production of clean and renewable energy, the present research aimed to evaluate the biological production of hydrogen using wastewater from the manioc starch treatment industry, a liquid wastewater of high organic content, generated during the processes of extraction and purification of manioc starch. The experiment was carried out in two upflow fixed-bed anaerobic reactors. As support, bamboo stems and low density polyethylene scraps. Made with pexiglass, each reactor was built with 75 cm of height, with 2.96 L of useful volume for the reactor with bamboo support and 3.13 L for the one with Polyethylene support. The inoculum, collected in a pilot anaerobic reactor, received thermal pretreatment and was recirculated in the reactors for 48 h. Then, alimentation was initiated in a continuum manner. The system was operated with hydraulic detention time (TDH) of 4 and 3 h, at 36 °C and initial pH of 6.0. In the TDH of 4 h, 3 organic loading rates were applied (COV), of 28; 15 and 26 g.L-1.d-1; in the TDH of 3 h 4 COV were applied, of 35; 22; 22 and 27 g.L-1.d-1. The application of the COV did not follow any particular pattern due to the variability of the wastewater constitution. Hence, the effects of TDH, COV and the support mean on the production of hydrogen were evaluated, as well as the influence of bamboo and of low density polyethylene in the fixation and selection of microorganisms that produce hydrogen. Maximum hydrogen production in the reactor using bamboo was of 2.9 L.d-1 in TDH 4h and of 2.2 L.d-1 in the reactor using polyethylene in TDH of 3 h. Hydrogen percentage of 25% in biogas was reached in the reactor using bamboo and of 29% in the reactor using polyethylene. The yielding obtained was of 0.6 L H2.g-1sugar in the reactor using bamboo in TDH 4 h and of 0.8 L H2.g-1sugar in the reactor using polyethylene in TDH 3 h. In both reactors, the mean total sugar removal was of approximately 90%. / Buscando aliar o tratamento de resíduos à produção de energia limpa e renovável, o presente trabalho teve como objetivo avaliar a produção biológica de hidrogênio a partir da água residuária da indústria de fécula de mandioca, resíduo líquido de elevada carga orgânica, gerado durante os processos de extração e purificação do amido. O experimento foi realizado em dois reatores anaeróbios de leito fixo e fluxo ascendente. Como meio suporte foram utilizadas hastes de bambu e aparas de polietileno de baixa densidade. Confeccionados em pexiglass, cada reator foi construído com 75 cm de altura, o volume útil calculado foi de 2,96 L para o reator com suporte de bambu e 3,13 L para o reator com suporte de polietileno. O inóculo, coletado em um reator anaeróbio piloto, recebeu pré-tratamento térmico e foi recirculado nos reatores por 48 h. Em seguida, iniciou-se a alimentação em modo contínuo. O sistema foi operado com tempo de detenção hidráulica (TDH) de 4 e 3 h, a 36 °C e pH inicial 6,0. No TDH de 4 h foram aplicadas 3 cargas orgânicas volumétricas (COV) de 28; 15 e 26 g.L-1.d-1; no TDH de 3 h foram aplicadas 4 COV de 35; 22; 22 e 27 g.L-1.d-1. A aplicação das COV não seguiu a um padrão devido à variabilidade na constituição da água residuária. Dessa forma, foram avaliados os efeitos do TDH, da COV e do suporte sobre a produção fermentativa de hidrogênio e também a influência do bambu e do polietileno de baixa densidade na fixação e seleção dos micro-organismos produtores de hidrogênio. A produção máxima de hidrogênio no reator com bambu foi de 2,9 L.d-1 em TDH 4 h e de 2,2 L.d-1 no reator com polietileno em TDH de 3 h. Foram alcançados percentuais de hidrogênio no biogás de 25% no reator com bambu e 29% o reator com polietileno. O rendimento obtido foi de 0,6 L H2.g-1açúcar no reator com bambu em TDH 4 h e 0,8 L H2.g-1açúcar no reator com polietileno em TDH 3 h. Em ambos os reatores a degradação média de açúcares totais foi de aproximadamente 90%.

Made available in DSpace on 2017-05-12T14:47:16Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Shaiane__Lucas.pdf: 2393290 bytes, checksum: 9e5c684ef130e9552f01b3191e3e8e1d (MD5) Previous issue date: 2015-02-20 / This study evaluated the hydrogen and methane production from cassava starch wastewater in reactors in series. The acidogenic and methanogenic reactors were operated in a continuous flow and trials were divided into three stages. In Stage 1, three essays for hydrogen production evaluated the effect of initial pH (6.0 and 4.5), substrate concentration (1.4, 1.1 and 2.2 g total carbohydrates.L-1) and strategies to control biomass (by disposal or change in the structure of such support material with low density polyethylene) in anaerobic reactors of fixed bed and upflow at 36 °C. The best operating condition among the evaluated ones was pH 6.0 and concentration of 1.4 g total carbohydrates.L-1, which resulted in Hydrogen Volumetric Productions (HVP) of 229 mL.L-1.d-1 and yield of 29.4 mL.g-1total carbohydrate. The best strategy to control biomass was the sort of bed with polyethylene cylinders, which provided the least changes in flow regime and excessive growth of biomass. In Stage 2, the effect of inoculum source was evaluated in two packed-bed reactors operating according to the following conditions: pH 6.0; 2 g.L-1concentration of substrate, 20 g.L-1.d-1organic loading rate (OLR) and hydraulic retention time (HRT) of 2-hour. In the inoculated reactor with autofermented effluent, the answers were: 550 mL.L-1.d-1and hydrogen yield of 38mL.g-1total carbohydrates. These values were higher than those observed for the reactor inoculated with anaerobic heat-treated sludge, which indicated that the use of simple inoculums is a viable strategy for hydrogen production under the tested conditions. In addition to these essays, the influence of ORL and HRT were also evaluated. The increase of ORL (10 to 20 g-total carbohydrates.L-1.d-1) and decrease of HRT (4 to 2 hour) resulted in a higherhydrogen production (467 mL.L-1.d-1), hydrogen percentage in the studied biogas (40%) and molar flow rate (2.16 mmol.h-1). Therefore, the average yield of 30 mL H2.g-1 total carbohydrate was the same for both conditions tested. In general, butyric acid was associated with higherhydrogen production, followed by acetic and propionic acids, besides ethanol, in the five analyzed essays. In Stage 3, methane production from the acidified effluent was evaluated in a horizontal anaerobic reactor of fixed bed and continuous flow, operated at mesophilic temperature. The operating conditions were divided into four stages, whose variations were: initial pH (5.0 and 7.0), OLR (1.54; 3.54 and 6 g-COD.L-1.d-1) and HRT (5; 1.5 and 1.1 d). The results of effluent pH greater than 7.0, volatile acidity/total alkalinity of 0.2 and 98% removal of organic matter showed that the reactor performance was not impaired by the separation of acidogenic and methanogenic stages. The highest production of methane was observed in Phase IV, with pH 5.0, 6 g.L-1.d-1 OLR and 1.1 d HRT, resulting in average values of 0.82 L.L-1.d-1 for volumetric methane production, 0.85 L.g-1CODremoved yield and 80% methane in biogas composition. The energy efficiency in the combined system was 17% higher than the one observed in the single system for the treatment of cassava starch wastewater. / Este trabalho avaliou a produção de hidrogênio e metano a partir de efluente de fecularia de mandioca em sistema combinado. Os reatores acidogênico e metanogênico foram operados em fluxo contínuo, e os ensaios divididos em três etapas. Na Etapa 1, três ensaios para produção de hidrogênio avaliaram o efeito do pH inicial (6,0 e 4,5), concentração de substrato (1,4, 1,1 e 2,2 g carboidratos totais.L-1) e estratégias de controle da biomassa (por descarte ou mudança na estruturação do material suporte de polietileno de baixa densidade) em reatores anaeróbios de leito fixo e fluxo ascendente, à temperatura de 36 C. A melhor condição operacional dentre as avaliadas foi pH 6,0 e concentração de 1,4 g carboidratos totais.L-1, que resultou em Produções Volumétricas de Hidrogênio (PVH) de 229 mL.L-1.d-1 e rendimento de 29,4 mL.g-1 carboidrato total. A melhor estratégia de controle de biomassa foi a ordenação do leito com cilindros de polietileno, a qual proporcionou menores alterações no regime de escoamento e crescimento excessivo da biomassa. Na Etapa 2, o efeito da fonte de inóculo foi avaliado em dois reatores de leito empacotado nas condições operacionais pH 6,0; concentração de substrato de 2 g.L-1, Carga Orgânica Volumétrica aplicada (COV) de 20 g.L-1.d-1 e Tempo de Detenção Hidráulica (TDH) de 2 horas. No reator inoculado com efluente autofermentado verificou-se PVH de 550 mL.L-1.d-1 e rendimento de hidrogênio de 38 mL.g-1 carboidratos totais. Esses valores foram maiores que os observados para o reator inoculado com lodo anaeróbio tratado termicamente, os quais indicaram que a utilização de inóculos simples representa uma estratégia viável para produção de hidrogênio nas condições testadas. Além desses ensaios, a influência da COV e do TDH também foi avaliada. O aumento COV (de 10 para 20 g.L-1.d-1) e a redução do TDH (de 4 para 2 h) resultaram em maior produção de hidrogênio (467 mL.L-1.d-1), percentual de hidrogênio no biogás (40%) e vazão molar (2,16 mmol.h-1). Entretanto, o rendimento médio de 30 mL H2.g-1 carboidrato total foi igual para as duas condições testadas. De modo geral, o ácido butírico foi associado à maior produção de gás hidrogênio, seguido dos ácidos acético e propiônico, além de etanol, nos cinco ensaios realizados. Na Etapa 3, a produção de metano a partir do efluente acidificado foi avaliada em reator anaeróbio horizontal de leito fixo e fluxo contínuo, operado em condição mesofílica de temperatura. As condições operacionais foram divididas em quatro fases, com variação do pH inicial (5,0 e 7,0), da COV (1,54; 3,54 e 6 g DQO.L-1.d-1) e do TDH (5; 1,5 e 1,1 d). Os resultados de pH efluente superior a 7,0, relação acidez volátil/alcalinidade total de 0,2 e remoção de 98% da matéria orgânica evidenciam que o desempenho do reator não foi prejudicado pela separação das fases acidogênica e metanogênica. A maior produção de metano foi observada na Fase IV, com pH 5,0, COV de 6 g.L-1.d-1e TDH de 1,1 d, que resultou em valores médios de produção volumétrica de metano de 0,82 L.L-1.d-1, rendimento de 0,85 L.g-1DQOremovida e 80% de metano na composição do biogás. O rendimento energético no sistema combinado foi 17% superior ao observado em sistema único no tratamento de efluente de fecularia.