Geólogo / La unidad Lavas Las Pataguas, ubicada en el límite entre la V Región de Valparaíso y la Región Metropolitana, es una expresión de volcanismo Mioceno en el antearco de Chile Central, área denominada Zona de Transición debido al contraste en la geometría de la convergencia al sur y norte de esta área. Tiene una distribución areal de 1,235 km2, volumen expuesto de 0,06 km3 y sin indicios de un centro emisor. Nuevas dataciones 40Ar/39Ar confirman su edad Mioceno Inferior (ca. 18,5 Ma) y la ubican, temporalmente, entre el miembro medio y superior de la Formación Farellones, pero estando a más de 85 km al oeste de dicha formación. Además, tiene una afinidad alcalina y notable enriquecimiento en tierras raras livianas, lo cual es una característica no observable en las unidades del arco de Chile Central. Análisis geoquímicos y petrográficos definen a la unidad como una traquiandesita basáltica de olivino y escaso clinopiroxeno. Los fenocristales de plagioclasa tienen zonación normal de andesina a labradorita, los olivinos tienen una composición promedio de Fo69 y los clinopiroxenos son definidos como augitas. La masa fundamental está compuesta por plagioclasas en zonación normal de anortoclasas a andesinas, olivinos con composición promedio de Fo46, augitas y titanomagnetitas. Análisis con geotermómetros indican que los olivinos cristalizaron primero (1200°C), seguidos por las augitas (1050°C) con coeficientes de distribución que sugieren equilibrio con el líquido, por lo que el bajo número magnésico y el relativamente alto contenido de sílice se habría originado por cristalización fraccionada y diferenciación de las fases primarias, favoreciendo, también, las bajas concentraciones de Ni y Cr. Las plagioclasas, en cambio, sugieren aparente desequilibrio, lo cual explicaría la frecuente zonación normal y la presencia de titanomagnetitas con Cr en contacto con estas. Las anomalías negativas de Nb, Pb y Ti y los altos contenidos de LILE se explican por un proceso de erosión por subducción típico en esta posición occidental. La fusión parcial, en tanto, debe haber ocurrido por fracturas y fallas singulares en la placa, al ser un segmento transicional de esta, mientras que las razones Ba/La<20 y K/Ba~20, el enriquecimiento en tierras raras livianas y los altos contenidos de HFSE se explicarían por un manto metasomatizado, lo cual se condice con la hipotética fuente petrogenética y los datos isotópicos. Los túmulos tipo flow-lobe tumuli y la ausencia de fases piroclásticas y de rasgos de un centro eruptivo indican un flujo lávico con emplazamiento fisural desde la Falla Río Maipo y con dirección al este.

O presente trabalho se propôs a avaliar o efeito de uma etapa de tratamento alcalino no bagaço de malte visando à extração de acetato e de compostos fenólicos, e como consequência diminuir a concentração destes no hidrolisado hemicelulósico. Foi ainda objetivo deste trabalho, estudar o efeito do tratamento alcalino na bioconversão das frações celulósica e hemicelulósica do bagaço de malte, por meio de fermentação com as leveduras Kluyveromyces marxianus e Pichia stipitis, respectivamente. Os resultados mostraram que para todas as condições de tratamento alcalino avaliadas, ocorreu solubilização de acetato, compostos fenólicos e furanos, não sendo observada solubilização de açúcares. A capacidade de solubilização destes compostos aumentou com o aumento da concentração de hidróxido de sódio empregada até o tempo de 40 min, sendo observada uma concentração máxima de 0,86 g/L, 13,0 g/L e 0,58 g/L empregando 1%%, 2% e 2% de NaOH, respectivamente. Para todas as condições avaliadas, o tratamento alcalino do bagaço de malte reduziu a concentração de ácido acético no hidrolisado hemicelulósico. A menor concentração (0,026 g/L) foi obtida após 20 minutos de tratamento com 2% de NaOH. Com relação à concentração xilose, o menor teor desta pentose (8,3 g/L) foi obtido após o tratamento do bagaço com 0,25 % de NaOH por 2 minutos e o maior (22,0 g/L) com 0,5% de NaOH por 60 minutos. Visando estabelecer as condições de tratamento alcalino que permitissem uma redução na concentração de ácido acético, concomitantemente ao favorecimento da solubilização de xilose no hidrolisado hemicelulósico e de glicose no hidrolisado celulósico, as condições de temperatura e concentração de NaOH do tratamento alcalino do bagaço de malte foram otimizadas através de um planejamento estatístico. Nas condições otimizadas (concentração de NaOH de 0,63%, temperatura de 67,6°C e tempo de 20 min), o tratamento alcalino do bagaço de malte promoveu uma redução de 90% na concentração de ácido acético, concomitante ao aumento de 4,5% e 15% na concentração de xilose no hidrolisado hemicelulósico e concentração de glicose no hidrolisado celulósico, respectivamente. Os resultados referentes à bioconversão da fração celulósica demonstraram que para ambas as configurações de processo avaliadas (SHF e SSF) a fermentação da celulignina do material tratado (CLT) forneceu maior concentração de etanol, e essa diferença foi mais pronunciada na SSF. Além disso, na SSF, a produtividade volumétrica total em etanol, a qual considera o tempo de sacarificação e fermentação no processo foi aumentada em 2,2 vezes em relação à SHF. Com relação a bioconversão da hemicelulose, os resultados mostraram que tanto para o hidrolisado do bagaço referência não tratado (HHR) quanto para o previamente tratado com álcali (HHT), a concentração máxima de etanol foi obtida após 89 horas de fermentação, porém na fermentação do (HHT) a produção de etanol foi cerca de 3 vezes superior a obtida no (HHR), passando de 5,8 para 17,4 g/L. Com base nos resultados obtidos, pode-se concluir que a etapa de tratamento alcalino do bagaço de malte, provavelmente promoveu mudanças estruturais na celulignina aumentando a liberação de glicose no hidrolisado e ainda foi capaz de remover substâncias inibidoras do metabolismo microbiano, especialmente o ácido acético, favorecendo o processo fermentativo da fração hemicelulósica. / This study aimed to evaluate the effect of alkaline treatment in brewer\'s spent grain on extraction of acetate and phenolic compounds, and consequently to decrease their levels on hemicellulosic hydrolyzate. In addition, the effect of the alkali treatment on the bioconversion of cellulose and hemicellulose hydrolyzates employing Kluyveromyces marxianus and Pichia stipitis, respectively, was also evaluated. The results showed that for all conditions of treatment studied occurred solubilization of acetate, phenolics and furans, but not sugars. The solubilizing capacity of these compounds increased with increasing concentration of sodium hydroxide employed until the time of 40 min, and the maximum concentration observed was 0.86 g / L 13.0 g / L and 0.58 g / L from 1%, 2% NaOH and 2%, respectively. For all conditions evaluated, alkali treatment of brewer\'s spent grain reduced the acetic acid concentration in hemicellulosic hydrolyzate. The lowest concentration (0.026 g / L) was obtained after 20 minutes with 2% NaOH. With respect to xylose concentration, the lower content of this pentose (8.3 g / L) was obtained after the treatment with 0.25% NaOH for 2 minutes and the highest (22.0 g / L) with 0.5 % NaOH for 60 minutes. To establish optimal conditions of temperature and NaOH concentration in the alkaline treatment aiming to decrease the concentration of acetic acid and, at the same time, increase the solubilization of xylose in the hemicellulose hydrolyzate and glucose in the cellulosic hydrolyzed, a statistical design was used. Under optimized conditions (NaOH concentration of 0.63%, a temperature of 67.6 °C and time of 20 min) alkaline treatment of the brewer\'s spent grain promoted a decrease of 90% in acetic acid concentration, concomitant to an increase of 4.5% and 15% on xylose concentration in the hemicellulose hydrolyzate and on glucose concentration in the cellulosic hydrolyzate, respectively. The results concerning the bioconversion of cellulosic fraction showed that for both configurations of the process evaluated (SHF and SSF) the treated material cellulignin (CLT) provided higher ethanol concentration, and this difference was more pronounced in SSF. In addition, in SSF, the total ethanol volumetric productivity, which considers time saccharification and fermentation process was increased by 2.2 times compared to SHF. In relation to the hemicellulose bioconversion, the results showed that for both hydrolyzate employed, i.e untreated (HHR) and previously treated with alkali (HHT), the maximum ethanol concentration was achieved after 89 hours of fermentation, however the ethanol production in HHT was about 3 times higher obtained in HHR (from 5.8 to 17.4 g/L). Based on these results, we conclude that the alkali treatment, probably induced structural changes in the fraction of cellulignin regarding glucose released in the hydrolyzate and still was able to remove substances inhibitory to microbial metabolism, especially acetic acid, favoring the fermentation of hemicellulose fraction.

Atualmente, há um grande incentivo governamental para a produção de biodiesel a partir de óleo de mamona. O aumento na fabricação desse óleo irá aumentar a produção de torta de mamona, que tem grande potencial de emprego na tecnologia de material biodegradável e utilização na alimentação animal, se destoxificada. Os objetivos desta tese foram a caracterização química da torta de mamona, a extração de suas proteínas para desenvolvimento de material biodegradável, e a caracterização do resíduo sólido do processo de extração, visando seu uso na alimentação animal. A extração das proteínas da torta de mamona foi feita por solubilização em meio alcalino. Inicialmente, diversos parâmetros (velocidade de agitação, concentração da torta na solução extratora e temperatura de extração) foram testados no intuito de aumentar o rendimento de extração das proteínas, utilizando-se NaOH (pH = 9). Em seguida, diversos experimentos foram realizados para se avaliar os efeitos do pH (8-12) e/ou do tipo de agente alcalino (NaOH, KOH e Ca(OH)2) na extração das proteínas da torta de mamona, sempre à temperatura de 50&deg;C, velocidade de agitação de 400rpm, e concentração da torta na solução extratora de 20%. Os extratos proteicos obtidos foram liofilizados (EPL), e os resíduos foram desidratados em estufa (40&deg;C/24 horas). Análises para determinação da composição bromatológica, minerais, amido, compostos fenólicos totais, ácidos graxos, aminoácidos, fibra dietética, da microestrutura, atividade alergênica, eletroforese dimensional e identificação de ricina foram feitas na matéria prima, nas proteínas extraídas e nos resíduos. A composição de aminoácidos foi analisada no extrato proteico liofilizado (EPL) e nos resíduos somente nas amostras preparadas com NaOH. A composição bromatológica das matérias primas (semente, torta e farelo) mostrou elevados teores de óleo (43,6%) e fibras (29,5%) para as sementes; bem como altos teores de proteína (36-40%) e fibras (29-30%) para a torta e o farelo de mamona. A semente de mamona apresentou valores de minerais considerados razoáveis para oleaginosas, e a torta de mamona apresentou alta proporção de K; Ca e P, importantes para alimentação animal. Verificou-se alto teor de ácido ricinoléico (79-90%) nas matérias primas avaliadas. A torta de mamona apresentou altos teores de ácido glutâmico (15%), arginina (11%) e triptofano (9%), sendo que os teores dos outros aminoácidos variaram entre 2 e 7%. Os resultados da caracterização química dos EPL e dos resíduos foram dependentes principalmente do pH de extração das proteínas. Observou-se aumento da concentração de proteína (64-68%) e de cinzas (13-19%), nos EPL, em função do aumento do pH (10 - 12), independente do tipo de agente alcalinizante. Os resíduos obtidos da extração dos EPL apresentaram teores de proteína, cinzas e fibras variando entre 20 e 34%, 12 e 17% e 39 e 42%, respectivamente. Em relação ao perfil de minerais dos EPL, verificou-se aumento nas concentrações de Na e Mn com o aumento do pH para ambos agentes alcalinizantes. O perfil de minerais dos resíduos mostrou aumento significativo nos teores de Na e K com aumento do pH de extração, ajustado com NaOH e KOH, respectivamente. O teor de ácido ricinoléico foi menor no resíduo, e maior no EPL, obtidos em pH 12 ajustado com NaOH. A composição de aminoácidos dos resíduos sofreu efeito do pH apenas para o pH 12. Os aminoácidos presentes em maior concentração nos EPL e nos resíduos foram ácido glutâmico, triptofano e arginina. Os EPL e os resíduos obtidos da extração das proteínas apresentaram menor poder alergênico avaliado pelo teste de desgranulação de mastócitos obtidos do lavado peritoneal de ratos. O perfil eletroforético dos EPL e dos resíduos mostrou maior proporção de proteínas com massa molecular entre 29-36kDa, seguidos por proteínas de massa molecular ao redor de 20kDa e menor proporção de proteínas de massa molecular entre 45-66kDa. Não foi observada a presença da ricina nos resíduos obtidos em pH 12. Os resultados de todos os experimentos de extração das proteínas da torta de mamona permitiram escolher os melhores parâmetros de extração: temperatura = 50&deg;C, velocidade de agitação = 400rpm, concentração da torta na solução extratora = 20%, pH = 12 e agente alcalinizante = NaOH. Em conclusão, o processo de extração de proteínas por solubilização alcalina permitiu a produção de concentrado proteico com características interessantes para a produção de material biodegradável (agricultura e biofilmes), e de resíduos ainda com alto teor de proteínas e de fibras, isento de ricina, podendo, portanto ser utilizado na alimentação animal. / Presently, there is large government incentive for biodiesel production from castor seed oil. The increase of this oil fabrication will raise the production of castor seed pulp, which has great potential for utilization for biodegradable material technology and for animal feed, if detoxified. The objectives of this research were the chemical characterization of the castor seed pulp, the extraction of the proteins for biodegradable material developing, and the characterization of the solid residue of the extraction process, aiming its use for animal feed. The protein extraction from the castor seed pulp was made through solubilization in alkaline medium. Initially, several parameters (stirring speed, pulp concentration in the extraction solution and extraction temperature) were tested aiming the optimization of the protein extraction yield, using NaOH (pH 9). Subsequently, several experiments were realized to evaluate the effects of pH (8-12) and/or of the type of alkaline agent (NaOH, KOH and CaOH) on the castor seed pulp protein extraction, always at 50 &deg;C, 400rpm stirring speed, and 20 % pulp concentration in the extraction solution. The obtained protein extracts were lyophilized (EPL), and the residues were dehydrated in stove (40 &deg;C/24 h). The raw material, the extracted proteins and the residues were analyzed for bromatologic composition, minerals, starch, total phenolic compounds, fatty acids, amino acids, dietetic fiber, microstructure, allergenic activity, dimensional electrophoresis and ricin identification. The amino acids composition was analyzed on the lyophilized extract (EPL) and in the residues of the samples prepared with NaOH. The bromatologic composition of the raw materials (seed, pulp and meal) showed high content of oil (43.6 %) and fiber (29.5 %) for the seeds; as well as high amounts of protein (36-40 %) and fiber (29-30 %) for the pulp and the castor seed meal. The castor seed had average mineral values for oil seeds, and the castor seed pulp showed high percentage of K, Ca and P, valuable for animal feed. The evaluated raw materials had high percentage of ricinoleic acid (79-90 %). The castor seed pulp showed high percentage of glutamic acid (15 %), arginine (11 %) and triptophane (9 %). The percentage of the other amino acids varied between 2 and 7 %. The results of the chemical characterization of the EPL and of the residues were mainly dependent on the pH during protein extraction. It was observed an increase of the protein concentration (64-68 %) and of the ash (13-19 %), within the EPL, due to the pH raise (10 - 12), independently of the type of alkaline agent. The residues of the EPL extraction showed protein, ash and fiber content varying between 20 and 34%, 12 and 17% e 39 and 42%, respectively. Concerning the mineral profile of the EPL, an increase of Na and of Mn was observed with the increase of pH for both alkaline agents. The mineral profile of the residues showed a significant increase of the Na and the K content with the increase of the pH of the extraction solution, adjusted with NaOH and KOH, respectively. The ricinoleic acid content was lower in the residue, and higher in the EPL, obtained at pH 12 using NaOH. The amino acid composition of the residues was affected by the pH only at pH 12. The higher content of amino acid in the EPL and in the residues was of glutamic acid, triptophane and arginine. The EPL and the residues of the protein extraction showed low allergenic capacity evaluated by the mastocyte degranulation test obtained from the peritoneal wash of rats. The electrophoresis profile of the EPL and of the residues showed higher content of proteins with molecular weight varying between 29-36 kDa, followed by proteins with molecular weight around 20 kDa and lower proportion of proteins with molecular weight between 45 and 66 kDa. Ricin was not observed in the residues obtain at pH 12. The results of all the experiments of protein extraction of the castor seed pulp allowed to select the best extraction parameters: temperature = 50 &deg;C, stirring speed = 400rpm, castor seed pulp concentration in the extraction solution = 20 %, pH = 12 and alkaline agent = NaOH. In conclusion, through the alkaline protein extraction process it was possible to achieve a protein concentrate with interesting properties for biodegradable material production (agriculture and biofilms), and of ricinless residues which still have high content of proteins and fiber that can be used for animal feed.

O enxame de diques ácidos da região de Manaíra-Princesa Isabel aflora no na porção mais centro-ocidental do estado da Paraíba, geograficamente limitada pelas cidades de Manaíra, Princesa Isabel e Tavares. Geologicamente, intrude um substrato composto por rochas granitóides neoproterozóicas representadas pelos batólito de Triunfo e os plútons de Princesa Isabel e Tavares. Os diques estão distribuídos em um trend NNE-SSW, a sul dos milonitos verticais da Zona de Cisalhamento de Juru-Belém, compreendendo nefelina sienitos a sienitos supersaturados em sílica, com afinidade peralcalina a sub-metaluminosa, potássica a ultrapotássica. Um conjunto menor de diques é ainda representado por álcali-granitos, com afinidade peraluminosa. A assinatuura geoquímica-isotópica dos diques mostra forte enriquecimento em elementos incompatíveis (Rb, Ba, K, Th, U, Sr), depleção pronunciada em Nb, e razões 87Sr/86Sr e 143Nd/144Nd (= ?Nd negativos) muito radiogênicas. A combinação desses aspectos sugere uma fonte comum, provavelmente um manto litosférico enriquecido. Um componente de subducção, sugerido pelas anomalias negativas em Nb, seria o provável responsável pela modificação geoquímica desse manto. Ao contrário, razões 206,207,208Pb/204Pb mais baixas, em relação à média dos valores crustais, sugerem a participação conjunta de um componente não-radiogênico, ainda não identificado. Idades TDM entre 1,8-2,2 Ga indicam que o evento metassomático deve ter sido antigo, provavelmente relacionado à geração de crosta (em ambiente de arco) paleoproterozóica na região. Dados U/Pb SHRIMP em zircão e 40Ar/39Ar em anfibólio indicam idade c. 600 Ma para o magmatismo alcalino fissural na região de Manaíra-Princesa Isabel. Esse resultado é importante para definir um cenário geodinâmico de exumação crustal, no setor central da Zona Transversal, entre dois picos de atividade magmática a c. 630 Ma e 580 Ma. / The Manaíra-Princesa Isabel dike swarm forms one of the most expressive Neoproterozoic alkaline magmatism of the Borborema Province (NE Brazil). It consists of about a hundred NE-trending bodies intrusive in Neoproterozoic porphyritic granites (Princesa Isabel and Tavares plutons) and orthogneisses and low grade metasediments of the Eoneoproterozoic Riacho Gravatá Complex. The swarm was divided in four groups according its geographic location, i.e., the Tavares dikes to the north, the Princesa Isabel and Manaíra dikes, and the Serra Talhada dikes to the south. Silica oversatured nepheline syenites and syenites are typicall for Tavares, Princesa Isabel and Manaíra dikes, with potassic to ultrapotassic, peralkaline to sub-metaluminous affinity. A minor but distinct Serra Talhada dikes, show characteristically peraluminous affinity. Geochemical and isotopic signatures indicate strong enrichment in incompatible elements (Rb, Ba, K, Th, U, Sr), negative Nb anomaly, and quite radiogenic 87Sr/86Sr and 143Nd/144Nd (= negative eNd values) initial ratios. These features suggest a common source for the swarm, which was probably an enriched litosferic mantle reservoir. Nb depletion found in all dikes indicates an important subduction component geochemical signature. Conversely, the 206,207,208Pb/204Pb ratios are lower than crustal values, indicating participation of an unradiogenic component. Paleoproterozoic Sm-Nd model ages, between 1.8-2.2 Ga, are interpreted as age of an older metasomatic event modifying the dike mantle source. SHRIMP U/Pb (zircon) and 40Ar/39Ar (amphibole) data yielded crystallization age of c. 600 Ma for the Manaíra-Princesa Isabel dike swarm. This allows to define an important crustal exumation period in the Zona Transversal domain between two significant magmatic activity peaks, at c. 630 Ma and 580 Ma.

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Em uma fábrica de celulose, a maioria da hemicelulose é dissolvida no licor negro e se queima no processo de recuperação de álcalis. Devido a isto, a reposição das hemiceluloses dissolvidas de volta à fibra é uma das alternativas para a retenção de hemicelulose nas polpas, o que aumenta o rendimento do processo e produz polpas de alta qualidade. O Brasil é o maior produção de cana-de-açúcar do mundo, o bagaço gerado em grande quantidade constitui uma potencial fonte barata e abundante de hemicelulose para uso em processos biotecnológicos. O aproveitamento desta fração do material lignocelulósico pode aumentar o valor comercial do bagaço de cana-de-açúcar. Nesse estudo, extraiu-se enzimaticamente a hemicelulose do bagaço visando utilizá-la como aditivos na indústria de papel e celulose. Inicialmente, o bagaço foi pré-tratado pelo processo quimiotermomecânico, em solução sulfito alcalino (10% Na2SO3 e 5% NaOH), 120 oC, 2 h. O pré-tratamento removeu 49,1% de lignina e 16,1% de xilana do bagaço, houve uma pequena solubilização de glucana (9,0%) e alto rendimento de sólidos (73,6%). A extração enzimática das xilanas a partir do bagaço pré-tratado foi feita com 5 UI de xilanase comercial (Luminase) por grama de material, em tampão fosfato 50 mM, 50 ºC, pH 8 por 6 e 24 horas, obtendo-se 15% e 28% de rendimento de xilana, respectivamente, determinada quimicamente pelos conteúdos de xilose e arabinose. As xilanas solubilizadas do bagaço pré-tratado com a xilanase comercial por 6 horas foram precipitadas em 15% e 30% de etanol. Recuperou-se 2 frações, denominadas Xilanas 1 e 2, que apresentaram massas molares médias de 34.180 g/mol e 28.130 g/mol, respectivamente, e grau de substituição mais elevado (0,16-0,19). O restante do material foi concentrado e denominado Xilana 3. As xilanas extraídas enzimaticamente por 24 horas foram liofilizadas e denominada Xilana 4. As Xilanas 3 e 4 possuem características semelhantes, como baixas massas molares (2.890-3.660 g/mol) e graus de substituição (0,13-0,14), porém com grandes quantidades de impurezas. As xilanas obtidas foram submetidas ao processo de adsorção em polpas celulósicas \"kraft\" de eucalipto, marrom e deslignificada, em pH 10, consistência de 5% (m/v) e 10% de relação xilana/celulose (m/m). A adsorção em celulose ocorreu para as xilanas com menor grau de substituição e o aumento da concentração de xilanas com menores massas molares aumentou as taxas de adsorção. Em função desses resultados, conclui-se que a extração enzimática de bagaço de cana-de-açúcar pré-tratado quimiotermomecanicamente com sulfito alcalino produziu majoritariamente xilanas de baixa massa molar e pouco substituídas, que foram eficientes durante processo de adsorção à polpa celulósica e podem ser exploradas para redeposição em polpa celulósica visando melhorar as características da fibra e aumentar o rendimento do processo. / In a celulose pulp factory, most of the hemicellulose are dissolved in the black liquor and burn in the alkali recovery process. For this reason, the replacement of the dissolved hemicelluloses back to the fiber is one of the alternatives for the retention of hemicellulose in the pulps, which increases the yield of the process and produces high quality pulps. Brazil has the largest sugarcane crop in the world, the bagasse generated in large quantities constitutes a potential cheap and abundant source of hemicellulose for use in biotechnological processes. The utilization of this fraction of the lignocellulosic material can increase the commercial value of sugarcane bagasse. In this study, hemicellulose was extracted enzymatically from the bagasse to be used as additives in the pulp and paper industry. Initially, the bagasse was pretreated by the chemothermomechanical process, in alkaline sulfite solution (10% Na2SO3 and 5% NaOH), 120 ?, 2h. The pretreatment removed 49.1% of lignin and 16.1% of xylan from the bagasse, there was a small solubilization of glucan (9.0%) and high solids yield (73.6%). Enzymatic extraction of xylan from pretreated bagasse was made with 5 IU of commercial xylanase (Luminase) per gram of material, in 50 mM phosphate buffer, 50 °C, pH 8 by 6 and 24 hours, obtaining 15% and 28% xylan yield, respectively, determined chemically by the contents of xylose and arabinose. The solubilized xylans of pre-treated bagasse with the commercial xylanase for 6 hours were precipitated in 15% and 30% ethanol. Two fractions, named Xylans 1 and 2, were recovered, having average molar masses of 34.180 g/mol and 28.130 g/mol, respectively, and a higher degree of substitution (0,16-0,19). The remainder material was concentrated and named Xylan 3. Xylans extracted enzymatically for 24 hours were lyophilized and named Xylan 4. Xylans 3 and 4 had the same similar characteristics as low molar masses (2.890-3.660 g / mol) and degrees of substitution (0,12-0,14), but with large amounts of impurities. The xylans were submitted to the adsorption process in cellulosic pulps of eucalyptus, brown and delignified, in pH 10, consistency of 5% (m/v) and 10% ratio xylan mass/cellulose mass (m/m). The adsorption in cellulose occurred for the xylan with lower degree of substitution and the increase of the xylan concentration with smaller molar masses increased the adsorption rates. Based on the results, it was concluded that the enzymatic extraction of sugarcane bagasse pretreated chemothermically with alkali sulphite produced mainly xylans of low molar mass and degree of substitution, which were efficient during the adsorption process to the cellulosic pulp and can be used for redeposition in cellulosic pulp in order to improve the characteristics of the fiber and increase the process yield.

O presente trabalho se propôs a avaliar o efeito de uma etapa de tratamento alcalino no bagaço de malte visando à extração de acetato e de compostos fenólicos, e como consequência diminuir a concentração destes no hidrolisado hemicelulósico. Foi ainda objetivo deste trabalho, estudar o efeito do tratamento alcalino na bioconversão das frações celulósica e hemicelulósica do bagaço de malte, por meio de fermentação com as leveduras Kluyveromyces marxianus e Pichia stipitis, respectivamente. Os resultados mostraram que para todas as condições de tratamento alcalino avaliadas, ocorreu solubilização de acetato, compostos fenólicos e furanos, não sendo observada solubilização de açúcares. A capacidade de solubilização destes compostos aumentou com o aumento da concentração de hidróxido de sódio empregada até o tempo de 40 min, sendo observada uma concentração máxima de 0,86 g/L, 13,0 g/L e 0,58 g/L empregando 1%%, 2% e 2% de NaOH, respectivamente. Para todas as condições avaliadas, o tratamento alcalino do bagaço de malte reduziu a concentração de ácido acético no hidrolisado hemicelulósico. A menor concentração (0,026 g/L) foi obtida após 20 minutos de tratamento com 2% de NaOH. Com relação à concentração xilose, o menor teor desta pentose (8,3 g/L) foi obtido após o tratamento do bagaço com 0,25 % de NaOH por 2 minutos e o maior (22,0 g/L) com 0,5% de NaOH por 60 minutos. Visando estabelecer as condições de tratamento alcalino que permitissem uma redução na concentração de ácido acético, concomitantemente ao favorecimento da solubilização de xilose no hidrolisado hemicelulósico e de glicose no hidrolisado celulósico, as condições de temperatura e concentração de NaOH do tratamento alcalino do bagaço de malte foram otimizadas através de um planejamento estatístico. Nas condições otimizadas (concentração de NaOH de 0,63%, temperatura de 67,6°C e tempo de 20 min), o tratamento alcalino do bagaço de malte promoveu uma redução de 90% na concentração de ácido acético, concomitante ao aumento de 4,5% e 15% na concentração de xilose no hidrolisado hemicelulósico e concentração de glicose no hidrolisado celulósico, respectivamente. Os resultados referentes à bioconversão da fração celulósica demonstraram que para ambas as configurações de processo avaliadas (SHF e SSF) a fermentação da celulignina do material tratado (CLT) forneceu maior concentração de etanol, e essa diferença foi mais pronunciada na SSF. Além disso, na SSF, a produtividade volumétrica total em etanol, a qual considera o tempo de sacarificação e fermentação no processo foi aumentada em 2,2 vezes em relação à SHF. Com relação a bioconversão da hemicelulose, os resultados mostraram que tanto para o hidrolisado do bagaço referência não tratado (HHR) quanto para o previamente tratado com álcali (HHT), a concentração máxima de etanol foi obtida após 89 horas de fermentação, porém na fermentação do (HHT) a produção de etanol foi cerca de 3 vezes superior a obtida no (HHR), passando de 5,8 para 17,4 g/L. Com base nos resultados obtidos, pode-se concluir que a etapa de tratamento alcalino do bagaço de malte, provavelmente promoveu mudanças estruturais na celulignina aumentando a liberação de glicose no hidrolisado e ainda foi capaz de remover substâncias inibidoras do metabolismo microbiano, especialmente o ácido acético, favorecendo o processo fermentativo da fração hemicelulósica. / This study aimed to evaluate the effect of alkaline treatment in brewer\'s spent grain on extraction of acetate and phenolic compounds, and consequently to decrease their levels on hemicellulosic hydrolyzate. In addition, the effect of the alkali treatment on the bioconversion of cellulose and hemicellulose hydrolyzates employing Kluyveromyces marxianus and Pichia stipitis, respectively, was also evaluated. The results showed that for all conditions of treatment studied occurred solubilization of acetate, phenolics and furans, but not sugars. The solubilizing capacity of these compounds increased with increasing concentration of sodium hydroxide employed until the time of 40 min, and the maximum concentration observed was 0.86 g / L 13.0 g / L and 0.58 g / L from 1%, 2% NaOH and 2%, respectively. For all conditions evaluated, alkali treatment of brewer\'s spent grain reduced the acetic acid concentration in hemicellulosic hydrolyzate. The lowest concentration (0.026 g / L) was obtained after 20 minutes with 2% NaOH. With respect to xylose concentration, the lower content of this pentose (8.3 g / L) was obtained after the treatment with 0.25% NaOH for 2 minutes and the highest (22.0 g / L) with 0.5 % NaOH for 60 minutes. To establish optimal conditions of temperature and NaOH concentration in the alkaline treatment aiming to decrease the concentration of acetic acid and, at the same time, increase the solubilization of xylose in the hemicellulose hydrolyzate and glucose in the cellulosic hydrolyzed, a statistical design was used. Under optimized conditions (NaOH concentration of 0.63%, a temperature of 67.6 °C and time of 20 min) alkaline treatment of the brewer\'s spent grain promoted a decrease of 90% in acetic acid concentration, concomitant to an increase of 4.5% and 15% on xylose concentration in the hemicellulose hydrolyzate and on glucose concentration in the cellulosic hydrolyzate, respectively. The results concerning the bioconversion of cellulosic fraction showed that for both configurations of the process evaluated (SHF and SSF) the treated material cellulignin (CLT) provided higher ethanol concentration, and this difference was more pronounced in SSF. In addition, in SSF, the total ethanol volumetric productivity, which considers time saccharification and fermentation process was increased by 2.2 times compared to SHF. In relation to the hemicellulose bioconversion, the results showed that for both hydrolyzate employed, i.e untreated (HHR) and previously treated with alkali (HHT), the maximum ethanol concentration was achieved after 89 hours of fermentation, however the ethanol production in HHT was about 3 times higher obtained in HHR (from 5.8 to 17.4 g/L). Based on these results, we conclude that the alkali treatment, probably induced structural changes in the fraction of cellulignin regarding glucose released in the hydrolyzate and still was able to remove substances inhibitory to microbial metabolism, especially acetic acid, favoring the fermentation of hemicellulose fraction.

O Maciço Alcalino máfico-ultramáfico Ponte Nova localiza-se no setor norte da Província Serra do Mar, junto à porção oriental da Serra da Mantiqueira, na fronteira dos Estados de São Paulo e Minas Gerais. Caracteriza-se por dois afloramentos de áreas 5 km² e 1 km². Dados magnéticos obtidos dos aerolevantamentos realizados para a CPRM pela Microsurvey Aerogeofísica e Consultoria Científica Ltda evidenciaram a presença de uma anomalia magnética extensa e de grande amplitude sobre os afloramentos. Este trabalho apresenta os resultados da interpretação geofísica e de modelagem direta integrando os dados aeromagnéticos com dados geológicos e gravimétricos do maciço visando uma caracterização do maciço em subsuperfície. Para uma determinação mais eficaz da localização e das dimensões da fonte da anomalia magnética, foram utilizadas técnicas de redução ao polo, amplitude do sinal analítico da anomalia magnética de campo total e aplicação de derivadas direcionais. Em laboratório, foram medidas as susceptibilidades magnéticas e intensidade da magnetização remanente natural de 14 amostras retiradas da região. Os resultados confirmaram a presença de magnetização remanescente em algumas das amostras, e susceptibilidade magnética média da ordem de 10-2 SI. A partir da conjunção dos dados do aerolevantamento e de dados geológicos, foi feita a modelagem direta 3-D com as propriedades magnéticas parametrizadas pelas medidas em laboratório. Os modelos consideraram a discriminação das fácies petrográficas do maciço, com susceptibilidades magnéticas variando de 0,1 a 0,9 SI. Os corpos modelados atingiram profundidades da base de pelo menos 3 km e seus volumes foram da ordem de 25 km³. Com base nas dimensões obtidas nos modelos magnéticos diretos, foi realizado um modelo gravimétrico direto com valores de densidade variando entre 2,77 g/cm³ e 3,30 g/cm³. Os resultados obtidos pelos modelos diretos foram discutidos e comparados com o modelo geológico e com outros modelos gravimétricos desenvolvidos. Apesar dos resultados alcançados pelos modelos apresentarem valores compatíveis com os observados nos levantamentos, os modelos não permitiram discriminar entre as duas hipóteses de trabalho sobre a configuração do maciço em subsuperfície: um corpo único que aflora em duas regiões ou dois corpos desconectados em subsuperfície. / The Ponte Nova mafic-ultramafic alkaline massif is located in the northern sector of the Serra do Mar Province, near the eastern portion of the Serra da Mantiqueira, on the border of the states of São Paulo and Minas Gerais. It is characterized by two outcrops measuring 5 km² and 1 km² of area. Magnetic data obtained from the airborn surveys carried out for the CPRM by Microsurvey Aerogeofísica and Consultoria Científica Ltda. evidenced the presence of an extensive magnetic anomaly with great amplitude on the outcrops. This work presents the results of geophysical interpretation and direct modeling integrating the aeromagnetic data with geological and gravimetric data of the massif, aiming a characterization of the massif in the subsurface. To determine a better location and shape values of the magnetic anomaly\'s source, we use pole reduction techniques, amplitude of the analytical signal of the total field magnetic anomaly and directional derivative applications. Magnetic susceptibilities and natural remanent magnetization intensity of 14 samples from the region were measured in laboratory. The results confirm the presence of remanent magnetization in some samples, and the average magnetic susceptibility about 10-2 SI. From the conjunction of the aero-survey data and the geological data, two direct 3-D model were developed with the magnetic properties parameterized by the laboratory measurements. These models considered different petrographic facies, with magnetic susceptibilities ranging from 0.1 to 0.9 SI. The modeled bodies reached depths of the base of at least 3 km and their volumes were about 25 km³. Based on the dimensions obtained from direct magnetic models, a direct gravimetric model was performed, with density values ranging from 2.77 g / cm³ and 3.30 g / cm³. The results obtained by the direct models were discussed and compared with the geological model and with other existing gravimetric models. Although the direct models yielded results compatible with those observed in the surveys, the results do not allow for discrimination of the following working hypotheses on the configuration of the subsurface massif: a single body outcropping in two regions or two bodies disconnected in the subsurface.

No presente trabalho, dados de ampliacao de escala, de um processo de pre-tratamento alcalino em escala laboratorial (2L) para escala piloto (350L) foram avaliados. Os experimentos realizados previamente em escala laboratorial apontaram duas condições potenciais para a ampliacao de escala, a saber: Ensaio 5 (130°C, 30 min, 1,5% m/v NaOH, 0,15% m/m antraquinona) apresentando a maior conversao enzimatica da polpa obtida (64,5%) e Ensaio 7 (170°C, 1,5 % m/v NaOH, 30 min, 0,15% m/m antraquinona) com a maior solubilizacao de lignina (81,0 %). Os experimentos em escala piloto foram realizados nas condicoes apontadas, com e sem a adicao de antraquinona. A reprodutibilidade dos dados em escala piloto foi satisfatoria, considerando o sistema de aquecimento e agitacao mais eficientes do reator piloto em relacao ao reator usado no laboratorio. O uso da antraquinona diminuiu a solubilizacao de carboidratos durante o pretratamento (evitando 67% de solubilizacao quando comparado a reacao sem antraquinona, a 130°C), mas interferiu negativamente na etapa subsequente de hidrolise, principalmente na reacao a 170°C. Dentre as condicoes testadas, o ensaio 5Pil/AQ (130°C, 30 min, 1,5% NaOH e 0,15% m/m antraquinona) foi eleito como a melhor condicao de pre-tratamento, com maior rendimento em carboidratos apos a hidrolise enzimatica, sendo possivel obter (extrapolando os resultados) 290 kg de glicose e 98 kg de xilose a partir de uma tonelada de bagaco (base seca). Para a obtencao de etanol a partir desse hidrolisado, foram realizadas fermentacoes com tres diferentes leveduras - S. cerevisiae CAT-1, S. stipitis NRRL Y-7124 e S. passalidarum NRRL Y-27907. O melhor resultado foi apresentado para fermentacao em batelada alimentada aplicando reciclo de celulas utilizando a levedura S. passalidarum, produzindo 23,3 g/L de etanol (97 % do teorico) com produtividade de 0,90 g/L.h em 24 h de fermentacao no terceiro reciclo. O processo de pre-tratamento alcalino gera, alem da polpa rica em carboidratos, um hidrolisado rico em lignina. A lignina foi precipitada desse hidrolisado apos cada pre-tratamento realizado e caracterizada, apresentando poder calorifico entre 22,8 e 25,3 MJ/kg. / In this study, data scale up for an alkaline pretreatment process from lab to pilot scale was evaluated. Lab scale experiments indicated two potential conditions for the scale-up, namely: 130°C, 30 min, 1.5% w/v NaOH, 0.15% w/w anthraquinone , presenting the highest enzymatic conversion (64.5%); and 170°C, 30 min, 1.5% w/v NaOH, 0.15% w/w anthraquinone with the highest lignin solubilization (81.0 %). The experiments were performed on pilot scale under the aforementioned conditions, with and without anthraquinone. Data reproducibility on pilot scale was satisfactory considering the more efficient heating and stirring reactor system when compared to the reactor in lab scale. Anthraquinone decreases the solubilization of carbohydrates during pretreatment (avoiding 67% solubilization compared to the reaction without anthraquinone, at 130°C), but interferes negatively in the subsequent hydrolysis step, mostely at 170°C. Among the conditions tested, the test performed at 130°C, 30 min, 1.5% w/v NaOH and with 0.15% w/w anthraquinone was chosen as the best pretreatment condition, with the highest carbohydrate conversion after enzymatic hydrolysis, allowing 290 kg of glucose and 98 kg of xylose per a dry base ton of bagasse. In order to produce ethanol from this hydrolyzate, fermentations with three different yeasts were performed - S. cerevisiae CAT-1, S. stipites NRRL Y-7124, S. passalidarum NRRL Y-27907. Fed-batch fermentation with S. passalidarum cell recycling provided the best result, yielding 23.3 g/L ethanol, 97 % (theoretical yield) with 0.90 g/L.h productivity within 24 h of fermentation. The alkaline pretreatment process generates, besides the pulp rich in carbohydrates, a lignin-rich hydrolyzate. Lignin was precipitated from the hydrolyzate obtained after each pretreatment carried out and characterized, presenting heating values between 22.8 and 25.3 MJ/kg.

O Maciço Alcalino máfico-ultramáfico Ponte Nova localiza-se no setor norte da Província Serra do Mar, junto à porção oriental da Serra da Mantiqueira, na fronteira dos Estados de São Paulo e Minas Gerais. Caracteriza-se por dois afloramentos de áreas 5 km² e 1 km². Dados magnéticos obtidos dos aerolevantamentos realizados para a CPRM pela Microsurvey Aerogeofísica e Consultoria Científica Ltda evidenciaram a presença de uma anomalia magnética extensa e de grande amplitude sobre os afloramentos. Este trabalho apresenta os resultados da interpretação geofísica e de modelagem direta integrando os dados aeromagnéticos com dados geológicos e gravimétricos do maciço visando uma caracterização do maciço em subsuperfície. Para uma determinação mais eficaz da localização e das dimensões da fonte da anomalia magnética, foram utilizadas técnicas de redução ao polo, amplitude do sinal analítico da anomalia magnética de campo total e aplicação de derivadas direcionais. Em laboratório, foram medidas as susceptibilidades magnéticas e intensidade da magnetização remanente natural de 14 amostras retiradas da região. Os resultados confirmaram a presença de magnetização remanescente em algumas das amostras, e susceptibilidade magnética média da ordem de 10-2 SI. A partir da conjunção dos dados do aerolevantamento e de dados geológicos, foi feita a modelagem direta 3-D com as propriedades magnéticas parametrizadas pelas medidas em laboratório. Os modelos consideraram a discriminação das fácies petrográficas do maciço, com susceptibilidades magnéticas variando de 0,1 a 0,9 SI. Os corpos modelados atingiram profundidades da base de pelo menos 3 km e seus volumes foram da ordem de 25 km³. Com base nas dimensões obtidas nos modelos magnéticos diretos, foi realizado um modelo gravimétrico direto com valores de densidade variando entre 2,77 g/cm³ e 3,30 g/cm³. Os resultados obtidos pelos modelos diretos foram discutidos e comparados com o modelo geológico e com outros modelos gravimétricos desenvolvidos. Apesar dos resultados alcançados pelos modelos apresentarem valores compatíveis com os observados nos levantamentos, os modelos não permitiram discriminar entre as duas hipóteses de trabalho sobre a configuração do maciço em subsuperfície: um corpo único que aflora em duas regiões ou dois corpos desconectados em subsuperfície. / The Ponte Nova mafic-ultramafic alkaline massif is located in the northern sector of the Serra do Mar Province, near the eastern portion of the Serra da Mantiqueira, on the border of the states of São Paulo and Minas Gerais. It is characterized by two outcrops measuring 5 km² and 1 km² of area. Magnetic data obtained from the airborn surveys carried out for the CPRM by Microsurvey Aerogeofísica and Consultoria Científica Ltda. evidenced the presence of an extensive magnetic anomaly with great amplitude on the outcrops. This work presents the results of geophysical interpretation and direct modeling integrating the aeromagnetic data with geological and gravimetric data of the massif, aiming a characterization of the massif in the subsurface. To determine a better location and shape values of the magnetic anomaly\'s source, we use pole reduction techniques, amplitude of the analytical signal of the total field magnetic anomaly and directional derivative applications. Magnetic susceptibilities and natural remanent magnetization intensity of 14 samples from the region were measured in laboratory. The results confirm the presence of remanent magnetization in some samples, and the average magnetic susceptibility about 10-2 SI. From the conjunction of the aero-survey data and the geological data, two direct 3-D model were developed with the magnetic properties parameterized by the laboratory measurements. These models considered different petrographic facies, with magnetic susceptibilities ranging from 0.1 to 0.9 SI. The modeled bodies reached depths of the base of at least 3 km and their volumes were about 25 km³. Based on the dimensions obtained from direct magnetic models, a direct gravimetric model was performed, with density values ranging from 2.77 g / cm³ and 3.30 g / cm³. The results obtained by the direct models were discussed and compared with the geological model and with other existing gravimetric models. Although the direct models yielded results compatible with those observed in the surveys, the results do not allow for discrimination of the following working hypotheses on the configuration of the subsurface massif: a single body outcropping in two regions or two bodies disconnected in the subsurface.