CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / O prÃ-tratamento do bagaÃo de caju (BC) com perÃxido de hidrogÃnio alcalino (PHA) e a hidrÃlise enzimÃtica do BC-PHA foram avaliados visando a conversÃo de celulose e hemicelulose em aÃucares fermentescÃveis. Primeiramente foram avaliados os efeitos da concentraÃÃo de perÃxido de hidrogÃnio a pH 11,5, a carga de biomassa e o tempo do prÃ-tratamento a 35 ÂC e 250 rpm, na hidrÃlise enzimÃtica, da biomassa prÃ-tratada, com celulase comercial a uma carga de 11,4 FPU/gcelulose. O BC utilizado neste estudo continha 20,56  20,19% de celulose, 10,17  0,89% de hemicelulose e lignina 35,26  0,90%. O prÃ-tratamento resultou numa reduÃÃo no teor de lignina dos sÃlidos residuais. A melhor condiÃÃo de prÃ-tratamento com perÃxido de hidrogÃnio alcalino obtida foi 4,3% v/v de H2O2, pH 11,5, 5% m/ v de BC a 35 ÂC por 6 h, os sÃlidos resultantes dos prÃ-tratamentos foram denominados de BC-PHA. ApÃs a melhor condiÃÃo do prÃ-tratamento ser encontrada, foi avaliado o efeito da combinaÃÃo de quatro enzimas comerciais na hidrÃlise enzimÃtica. A combinaÃÃo das enzimas complexo celulase e β-glicosidase, na proporÃÃo de 0,61:0,39, com carga de 30 FPU/gCAB-PHA e 66 CBU/gCAB-PHA, respectivamente, proporcionou a maior concentraÃÃo de aÃÃcares. O maior rendimento de aÃÃcar foi obtido com a carga de celulose de 4 gcelulose/100 mL, com rendimento de glicose de 511,68 mg/gCAB-AHP (36 g/L) e rendimento de xilose de 237,8 mg/gCAB-AHP (13 g/L). O lÃquido obtido apÃs hidrÃlise enzimÃtica foi utilizado para avaliar a produÃÃo de etanol utilizando os micro-organismos Saccharomyces cerevisiae, Kluyveromyces marxianus ATCC 36907 e K. marxianus CCA510 a 30 ÂC e 150 rpm. A concentraÃÃo de etanol foi semelhante para todos os micro-organismos (aproximadamente 15 g/L). No entanto, a levedura S. cerevisiae apresentou maior produtividade. A fraÃÃo sÃlida obtida apÃs o prÃ-tratamento foi utilizada no estudo de sacarificaÃÃo e fermentaÃÃo simultÃneas (SFS), realizado utilizando as enzimas complexo celulase (30 FPU/gCAB-AHP) e β-glicosidase (66 CBU/gCAB-AHP) a 45 ÂC e 150 rpm avaliando as leveduras K. marxianus ATCC 36907 e K. marxianus CCA510. A concentraÃÃo de etanol obtida por SFS do BC-PHA por K. marxianus ATCC36907 atingiu 18 g/L com 48 h de processo, correspondendo a um rendimento de 98% de etanol com base no teor de celulose disponÃvel. Os resultados mostram que o perÃxido de hidrogÃnio em meio alcalino à eficaz para o tratamento prÃvio de BC e o sÃlido obtido pode ser utilizado na produÃÃo de etanol por SFS. / Alkaline H2O2 pretreatment (AHP) and enzymatic saccharification were evaluated for conversion of cashew apple bagasse (CAB) cellulose and hemicellulose to fermentable sugars. First, the effects of the concentration of hydrogen peroxide at pH 11.5, the biomass loading and the pretreatment duration performed at 35 ÂC and 250 rpm were evaluated after the subsequent enzymatic saccharification of the pretreated biomass using a commercial cellulase enzyme with low load. The CAB used in this study contained 20.56  20.19% cellulose, 10.17  0.89% hemicellulose and 35.26  0.90% lignin. The pretreatment resulted in a reduced lignin content in the residual solids. The best condition pretreatment from CAB was obtained with alkaline hydrogen peroxide (4.3% v/v H2O2), pH 11.5, 35 ÂC, 5% w/v CAB for 6 h, these solids were named of CAB-AHP. After, the effect of the combination of four commercial enzymes were evaluated. The combination of the enzymes, cellulase complex and β-glucosidase, on the proportion of 0.61:0.39 with load of 30 FPU/gCAB-AHP and 66 CBU/gCAB-AHP, respectively, was found to achieved high monomeric sugar release. The higher sugar yield was in the assays with 4 gcellulose/100 mL obtained glucose yield of 511.68 mg/gCAB-AHP (36 g/L) and xylose yield of 237.8 mg/gCAB-AHP (13 g/L). The liquid obtained after hydrolysis enzymatic was used in separate hydrolysis and fermentation (SHF) process with Saccharomyces cerevisiae, Kluyveromyces marxianus ATCC 36907 and K. marxianus CCA510 at 30 ÂC and 150 rpm. The ethanol concentration was similar for all microorganism (approx 15 g/L). However the yeast S. cerevisiae showed higher productivity. Also, the solid fraction obtained of pretreatment was used in the study of simultaneous saccharification and fermentation (SSF). SSF was conducted using cellulose complex enzyme (30 FPU/gCAB-AHP) and β-glucosidase enzyme (66 CBU/gCAB-AHP) at 45 ÂC and 150 rpm and evaluated the yeasts K. marxianus ATCC 36907 and K. marxianus CCA510. The ethanol concentration in SSF from CAB-AHP using K. marxianus ATCC36907 reached 18 g/L with 48 h, corresponding to an ethanol yield of 98% based on cellulose content. The results show that alkaline hydrogen peroxide is effective for the pretreatment of CAB and this solid can be used on the ethanol production by SSF.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / O bagaÃo de cana-de-aÃÃcar à um resÃduo lignocelulÃsico obtido a partir do esmagamento e moagem da cana-de-aÃÃcar para extraÃÃo do seu caldo. Esta biomassa à abundante no Brasil pois, o paÃs à o maior produtor mundial de aÃÃcar e etanol. O emprego deste resÃduo como substrato, em processos fermentativos, para a produÃÃo de enzimas microbianas, como as celulases à uma opÃÃo viÃvel e interessante, uma vez que o custo destas enzimas ainda à alto, o que tem limitado sua utilizaÃÃo industrial. O potencial produtor de celulases de diversos micro-organismos tem sido extensivamente estudado, a fim de desenvolver novos bioprocessos menos onerosos na produÃÃo de enzimas celulolÃticas. No presente trabalho foram avaliadas a capacidade de produÃÃo de celulases, pelos micro-organismos Mucor circinelloides e Melanoporia sp., a partir da fermentaÃÃo em estado sÃlido do bagaÃo de cana-de-aÃÃcar e a influÃncia de alguns parÃmetros na produÃÃo da enzima. Foram investigados os seguintes parÃmetros fÃsico-quÃmicos, relacionados com o crescimento do micro-organismo e produÃÃo da enzima: pH inicial do meio de crescimento, tempo e temperatura de produÃÃo da enzima. Quanto aos parÃmetros nutricionais, o efeito do Tween 80 e de diferentes fontes de sais minerais e nitrogÃnio orgÃnico foram estudados. AlÃm disto, foram realizados ensaios no intuito de definir a melhor combinaÃÃo de pH e temperatura para a determinaÃÃo da atividade enzimÃtica. Para M. circinelloides, a atividade enzimÃtica mÃxima (15,87 FPU/g) foi obtida utilizando-se 3 g de bagaÃo, com adiÃÃo de 2,0 mL de uma soluÃÃo contendo 0,1 g/L de CuSO4, 9,0 g/L de (NH4)2SO4, 1,0 g/L de KH2PO4 e Tween 80 a 0,8% (v/v) em pH 5,48. A temperatura e o tempo que resultaram na maior produÃÃo da enzima foram 34,4 ÂC e 48 horas, respectivamente. A maior atividade enzimÃtica foi quantificada em pH 6,5 e 60 ÂC. Em relaÃÃo ao Melanoporia sp., a atividade enzimÃtica mÃxima alcanÃada foi 14,21 FPU/g como resultado da produÃÃo utilizando 3 g de bagaÃo, com adiÃÃo de 2,0 mL de uma soluÃÃo contendo 9,0 g/L de (NH4)2SO4, 1,0 g/L de KH2PO4 e Tween 80 a 0,2% (v/v) em pH 6,28. A produÃÃo mÃxima da enzima foi observada apÃs 48 horas de fermentaÃÃo a 30 ÂC. A maior atividade enzimÃtica foi quantificada em pH 7,0 e 60 ÂC. Os resultados demonstraram o elevado potencial produtor de celulases pelas duas cepas fÃngicas num curto perÃodo de tempo, apresentando maior atividade enzimÃtica em pH prÃximo da neutralidade, consistindo num diferencial atrativo do ponto de vista industrial. / Sugarcane bagasse is a lignocellulosic residue obtained from sugarcane mechanical pressing for juice extraction. This biomass is abundant in Brazil because the country is the worldâs largest manufacturer of sugar and ethanol. The use of sugarcane waste as substrate for enzymes production, such as cellulases, is an interesting and viable option since the production costs of these enzymes are high, which limits its industrial use. In this context, potential cellulase-producing strains have been extensively studied in order to develop less costly cellulolytic enzymes complexes. In this study, the production of cellulases by Mucor circinelloides. and Melanoporia sp through solid state fermentation of sugarcane bagasse and the effects of selected parameters for enzyme production were evaluated. The investigated physicochemical parameters associated with the growth of the microorganisms and enzyme production were: initial pH of the growth medium, temperature and time of enzyme production. Regarding nutritional parameters, the effect of Tween 80 and different sources of mineral salts and organic nitrogen and were studied. In addition, tests were performed in order to define the best combination of pH and temperature for the determination of enzyme activity. For M. circinelloides, the maximal enzyme activity (15.87 FPU / g) was achieved with a fermentation medium composed of 3g of sugarcane bagasse, 2mL of saline solution containing 0.1 g/L of CuSO4, 9.0 g/L of (NH4)2SO4 e 1.0 g/ L of KH2PO4 and 0.8% Tween 80 (v/v) at pH 5.48 incubated at 34.4 ÂC for 48 hours. The optimum combination of pH and temperature was at pH 6.5 and 60 ÂC. For Melanoporia sp. the higher enzymatic activity obtained was 14.21 FPU / g as a result of using 3g of sugarcane bagasse with the addition of 2mL of saline solution containing 9.0 g/L of (NH4)2SO4, 1.0 g/ L of KH2PO4 and 0.2% Tween 80 (v/v) at pH 6.28 and incubated at 30ÂC for 48 hours. The optimized conditions of pH and temperature for enzymatic activity determination were pH 7.0 and 60ÂC. The results demonstrated the high potential of the two strains under investigation, which presented the higher enzyme activity at pH in the neutral range. This result represents a technical advantage from the industrial viewpoint.

O presente trabalho considerou o potencial de utilização de subprodutos da agroindústria como casca de coco verde e bagaço de cana-de-açúcar, com o intuito de agregar valor a esses materiais, por meio da fabricação de chapas de partículas multicamadas (3 camadas: 2 camadas externas - CE e uma camada interna - CI), utilizando resina poliuretana bi-componente à base de óleo de mamona (PU-mamona). As chapas produzidas foram avaliadas por ensaios termo-físico-mecânicos: condutividade térmica, densidade aparente, perfil de densidade, absorção de água, inchamento em espessura, flexão estática, flexão dinâmica, tração perpendicular, arranchamento de parafuso, dureza Janka e abrasão, com objetivo de verificar as características do material e indicá-lo para usos específicos; microestrutural: microscopia eletrônica de varredura visando identificar características microestruturais do compósito para interpretar as propriedades físico-mecânicas do produto; durabilidade: envelhecimento natural para expor o material a condições ambientais externas e envelhecimento acelerado para exposição a condições internas. Os resíduos utilizados, o adesivo PU-mamona e os parâmetros de produção adotados mostraram-se adequados para fabricar chapas de partículas multicamadas de baixa (529 kg/m3) e média (692 kg/m3) densidade. O ensaio de condutividade térmica permitiu classificar as chapas em estudo na categoria de materiais isolantes onde os valores estiveram entre 0,14 e 0,17 W/m.K. Os perfis de densidade obtidos permitiram observar a variação da densidade ao longo da espessura das chapas e indicou diferenças entre as chapas homogêneas e multicamadas. As chapas multicamadas apresentaram melhores propriedades físico-mecânicas, em comparação com as chapas de partículas homogêneas e atenderam os requerimentos estabelecidos pelos documentos normativos nacionais e internacionais. Os resultados de envelhecimento natural e acelerado indicaram que as chapas em estudo (homogêneas e multicamadas) são sensíveis às condições de exposição externas (temperatura, umidade e radiação) e às condições extremas de exposição interna (umidade e radiação UVB). / This study considered the potential use of agro-industrial wastes like green coconut shell and sugarcane bagasse in order to add value to those materials, by mean fabrication of multilayer particleboards (3 layers: 2 external layers - EL and internal layer - IL), using castor oil-based polyurethane adhesive. The particleboards were evaluated using physic-mechanics tests: density, density profile, water absorption, thickness swelling, static flexure, dynamic flexural, perpendicular traction, screw pullout, Janka hardness and abrasion with the objective to verify the material characteristics and to indicate specific uses, microstructural: Scanning electron microscopy looking to identify microstructural characteristics of composite to interpret the physic-mechanics properties of product, durability: natural aging to expose the material to external environmental conditions and accelerated aging for exposure to indoor conditions. The residues used, the castor oil-based polyurethane adhesive and the parameters of production adopted; proved to be suitable for making multilayer particleboard of low (529 kg/m3) and medium (692 kg/m3) density. The thermal conductivity test allowed to classify the plates in the category of insulating materials with values between 0,14 e 0,17 W/m.K. The density profiles obtained made possible to observe the change of density along the thickness of the boards and showed differences between the homogeneous and multilayer sheets. The multilayer boards presented better physical and mechanical properties in comparison with the homogeneous particleboards and complied with the standards national and international. The results obtained after the natural and accelerated aging indicated that the plates being studied (homogeneous and multilayer) are sensitive to external exposure conditions (temperature, humidity and radiation) and to the extreme conditions of internal exposure (moisture and UVB radiation).

O lodo proveniente de estações de tratamento de água (ETA) é formado pela decantação do material particulado presente na água e sua composição varia conforme as atividades do entorno do manancial e dos produtos acrescentados durante o processo de potabilização da água. Seu destino é nos cursos de água ou armazenado na ETA, gerando um passivo ambiental. Esse, na forma in natura não apresenta características suficientes para sua aplicação em solos, no entanto, agregado ao bagaço e vinhaça de cana-de-açúcar e tratado com os fungos Pleurotus spp., constituirá um produto com melhor estruturação, devido a capacidade do fungo em degradar, mineralizar e transformar substâncias poluentes. O objetivo desse estudo foi caracterizar o lodo gerado em ETA quanto a sua toxicidade utilizando plântulas de milho e avaliar sua utilização na agricultura como material orgânico após o tratamento com Pleurotus, para uma destinação final adequada do lodo. Foram realizados dois experimentos em laboratório, o primeiro para definir a proporção adequada da composição da mistura em cinco composições (0:1; 1:1; 1:2; 1:3 e 2:1 de lodo/bagaço), inoculadas com cada uma das linhagens dos fungos (P. sajor-caju e P. ostreatus) incubados por 12 dias. Após, avaliou-se o pH; condutividade elétrica, umidade, análises químicas de fertilidade e a atividade de três enzimas (lacase, peroxidase e manganês peroxidase). O segundo experimento foi realizado após a definição da composição da mistura e a linhagem de fungo que proporcionou os melhores resultados. A mistura de 1:2 (lodo/bagaço) com P. sajor-caju foi incubada por 60 dias. Avaliações antes da inoculação e após 60 dias de incubação foram realizadas da mesma maneira que no primeiro experimento, acrescentados das análises dos elementos químicos potencialmente tóxicos. O potencial de utilização agronômico da mistura tratada foi realizado incorporando o material ao solo nas concentrações de 0; 1; 10 e 100 de mistura/solo (g/kg). Dez sementes de milho (Zea mays) foram semeadas, após cinco dias de desenvolvimento realizou-se o desbaste, deixando cinco plântulas por vaso. As plântulas permaneceram em condições de casa de vegetação por mais 14 dias. Foram avaliadas: porcentagem de germinação, comprimento de raiz e parte aérea das plântulas e a produção de matéria seca e, os teores e acúmulo de elementos químicos potencialmente tóxicos nas raízes e parte aérea de milho. A proporção de 1: 2 da mistura tratada com P. sajor-caju foi escolhida com base nas características químicas avaliadas, produção de enzimas, redução de odor e descoloração da mistura. O material tratado não apresentou efeitos de toxicidade em Z. mays até a concentração de 10 g/kg (mistura/solo). Acima desta, na concentração de 100 g/kg observou-se a redução de parte aérea e aumento do crescimento das raízes e, elevadas concentrações de Al, Fe K e P. O teste de mistura e ecotoxicológico utilizando o lodo de ETA evidenciou sua utilização como material componente de um produto orgânico associado ao bagaço e vinhaça, na proporção de 1:2 (lodo/bagaço) inoculado com P. sajor-caju incubado por 60 dias em condições de laboratório / The sludge generation from water treatment plants (WTP) is formed by the setting of the particulate matter. The chemical composition of the sludge varies according to the activities surrounding the watershed and products added during the water purifying process. The normal destination of the sludge are the watercourses or the storage in the area of WTP. The sludge in nature form does not have enough features to their application to land. However, added to bagasse and vinasse, after going through a biological treatment using the fungi of genus Pleurotus, will be transformed in a product with better structuring due to the capacity of degradation, mineralization and conversion of pollutants. Based on this, the objective of this study is to characterize the sludge produced in WTP on its toxicity and evaluate the viability of this utilization in agriculture as an organic material after Pleurotus treatment. There were two experiments in the laboratory, the first to set the proper proportion in the composition of the mixture testing in five compositions 1:0; 1:1; 1:2; 1:3 and 2:1 (sludge/bagasse), inoculated with each strain of the P. sajor-caju and P. ostreatus. After 12 days of incubation were evaluated of pH, electrical conductivity, moisture and the activity of three enzymes (laccase, peroxidase and manganese peroxidase). The second experiment was carried out after setting the composition of the mixture and the fungus strain that provided the best results. The mixture of 1:2 (sludge/bagasse) inoculated with P. sajor-caju with evaluations before and after 60 days of incubation. The treated material was evaluated in the same way as the first experiment, with further analyses of organic carbon, total nitrogen and chemical nutrients or potentially toxic elements. The ecotoxicological test was carried out by incorporating the mixture into the soil in pots at concentrations of 0; 1; 10 and 100 of mixture/soil (g/kg). After that the maize (Zea mays) was sown and grown in conditions of green house for 14 days. Then were evaluated: percentage of germination, plant height, root length, dry matter production, and the content and accumulation of nutrient and/or potentially toxic chemicals elements. The ratio of 1:2 (sludge/bagasse) inoculated with P. sajor-caju was chosen based on the results of chemical characteristics, production of enzymes, reducing odor and discoloration of the treated mixture. This material applied in soils showed no toxic effects in Zea mays up to a concentration of 10 g/kg (mixture/soil). Above this, in the concentration of 100 g/kg, was observed the shoot reduction, root growth and, high concentrations of Al, Fe, K and P. The mixture composition and ecotoxicological tests, revealed the potential of use sludge of WTS in material organic formulation together with bagasse and vinasse in the ratio 1:2 (sludge/bagasse) inoculated with P. sajor-caju incubated for 60 days under laboratory conditions

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2016-06-14T13:59:39Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Marcela - Dissertação.final.pdf certa.pdf: 5757501 bytes, checksum: cbb31e84ba5e0fb9aeafa824e3565b87 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-14T13:59:40Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Marcela - Dissertação.final.pdf certa.pdf: 5757501 bytes, checksum: cbb31e84ba5e0fb9aeafa824e3565b87 (MD5) Previous issue date: 2013-08-30 / CAPEs / Existem resíduos de processos industriais que são característicos do estado de Pernambuco, como o bagaço de cana-de-açúcar, e que são poucos abordados por estudos sistemáticos para o seu emprego na construção civil. O estudo consiste em comparar a atividade pozolânica da cinza do bagaço de cana-de-açúcar (CBCA) e de um material comprovadamente pozolânico fazendo uso dos ensaios tradicionais de determinação de atividade pozolânica. Existem diversos métodos considerados tradicionais, geralmente divididos nos que mensuram um parâmetro de resistência mecânica (definidos como “métodos físicos”) e nos que mensuram de forma direta ou indireta a reação química que caracteriza a existência da atividade pozolânica (definidos como “métodos químicos”). A abordagem desta questão será utilizar métodos físicos previstos por normas brasileiras e métodos físicos modificados para a determinação da atividade pozolânica. No intuito de apontar caminhos para a utilização deste resíduo na construção civil, o presente trabalho apresenta os resultados da análise de 29 amostras de cinza que receberam diferentes tratamentos térmicos e físicos e mais a análise do metacaulim que foi utilizado como material pozolânico de referência. Todas as amostras foram caracterizadas por difração de raios-X e passaram pelos ensaios mecânicos previstos nas normas NBR 5751:1992 e NBR 5752:1992 para determinação do índice de atividade pozolânica.De acordo com os resultados obtidos, evidenciou-se que os métodos normatizados não apresentam respostas totalmente congruentes, pois, a atividade pozolânica foi constatada pelo método de atividade com cimento Portland (IAP), porém não foi constatada pelo método de atividade com cal hidratada. A CBCA “in natura” apresentou IAP superior ao estabelecido pela NBR 12653:1992 (75%) quando do aumento do grau de moagem, assim como a CBCA calcinada a 600ºC. A moagem mostrou ser de fundamental importância para o aumento do potencial pozolânico da CBCA, concluindo-se que finura Blaine deve ser superior a 500 m2/kg. A temperatura de calcinação se mostrou relevante quando aplicação de 600ºC, acima deste valor ocorreu o decréscimo dos índices de pozolanicidade. / There are residues of industrial processes that are characteristic of the state of Pernambuco, as bagasse from sugar, and few addressed by systematic studies for your construction jobs. The study is to compare the pozzolanic activity of bagasse ash from sugar cane (CBCA) and a pozzolanic material shown making use of traditional tests to determine pozzolanic activity. Several methods are considered traditional, generally divided in that measure a parameter of mechanical resistance (defined as "physical methods") and in that measure directly or indirectly the chemical reaction that characterizes the existence of pozzolanic activity (defined as "chemical methods"). The approach to this issue is to use physical methods provided by modified for the determination of pozzolanicity Brazilian standards and physical methods. In order to point out ways to use this waste in construction, this paper presents the results of analysis of 29 samples of gray that received different thermal and physical treatments and more analysis that metakaolinpozzolanic material was used as reference. All samples were characterized by X-ray diffraction and passed by the expected in NBR 5751:1992 and NBR 5752:1992 standards for determining the pozzolanic activity index mechanical tests. According to the results, it was evident that standardized methods have not fully congruent answers, because the pozzolanic activity was observed by the method of activity with Portland (IAP) cement, but was not detected by the method of activity with hydrated lime. The CBCA "in natura" made higher than in theNBR 12653:1992 (75%) while increasing the fineness of grind, and calcined at 600°C CBCA IAP. The grinding proved to be of fundamental importance to increase the potential of pozzolanic CBCA, concluding that Blaine fineness must be greater than 500 m2 / kg. The calcination temperature was also relevant when applying 600°C, above this value was decreasing rates of pozzolanicity.

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2016-07-19T13:51:41Z No. of bitstreams: 3 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese Cynthia Coimbra BC.pdf: 5378162 bytes, checksum: c76cbf49b8ae27ba5d421eba30de2290 (MD5) Tese Cynthia Coimbra BC.pdf: 5378162 bytes, checksum: c76cbf49b8ae27ba5d421eba30de2290 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-19T13:51:41Z (GMT). No. of bitstreams: 3 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Tese Cynthia Coimbra BC.pdf: 5378162 bytes, checksum: c76cbf49b8ae27ba5d421eba30de2290 (MD5) Tese Cynthia Coimbra BC.pdf: 5378162 bytes, checksum: c76cbf49b8ae27ba5d421eba30de2290 (MD5) Previous issue date: 2015-10-28 / Celulose bacteriana é um biopolímero flexível, constituído por fibras mais finas e poros menores do que as da celulose vegetal. Muitas aplicações já são conhecidas, mas ainda são necessárias informações para a viabilização de sua produção em escala industrial. Este trabalho visou contribuir com informações sobre os fatores que influenciam sua produção, sua purificação e elaboração de filmes para uso na área farmacêutica e de alimentos, bem como a interação entre estes fatores. Para tanto, foi realizado um estudo em três etapas: (1) avaliação da interação entre diversas fontes de carbono (glicose, xilose, sacarose, frutose e glicerol) e a velocidade de agitação sobre crescimento da biomassa, produção de celulose, sua capacidade de retenção de água e produção de acetana; (2) estudo do tratamento da celulose bacteriana, interrelacionando diferentes concentrações de NaOH e tempos de aquecimento em forno de micro-ondas de acordo com a efetividade de purificação e a possíveis alterações estruturais; e (3) aproveitamento da celulose produzida sob forma de filmes comestíveis, pela associação com glicerol e manitol em diferentes proporções e a caracteriação dos mesmos. Identificou-se, para as condições investigadas, que: (1) a maior produção de celulose (1,08 ± 0,07gL-1) é obtida com a mistura de glicose e frutose, em cultivo estático, já que a modificação das velocidades de agitação propiciou aumento da biomassa, sem acarretar maior produção de celulose e que as melhores condições de produção de celulose diferem das para a produção de acetana; (2) as condições ideais para a purificação da celulose é com NaOH a 0,85 mol.L-1 e 3,3 min de aquecimento em forno de micro-ondas; (3) o aquecimento a partir de 7 min promoveu modificações estruturais nos domínios cristalinos da celulose e que a partir de 12,5 min obtém-se a mercerização completa da celulose; e (4) é possível determinar as características finais dos filmes produzidos manipulando-se as proporções de manitol e glicerol associados à celulose, de forma a adequá-lo à aplicação desejada. Tais resultados conduziram à conclusão de que as determinações e os tratamentos realizados em cada uma das etapas possibilitou o conhecimento de que dois importantes fatores influenciam juntos a produção de celulose e de acetana por Gluconacetobacter xylinus, bem como a purificação de membranas de celulose e a elaboação de filmes comestíveis com possibilidade de manipulação de suas características para ampliação dos usos deste biopolímero na área farmacêutica. / Bacterial cellulose is a polymer flexible, consisting of thinner fibers and smaller pores than plant cellulose. Many applications are already known, but are still necessary more information about its production for the viability of its production on an industrial scale. This work contributed with information on the factors that influence its production, purification and preparation of films for use in pharmaceuticals and food, as well as the interaction between these factors. To this end, this thesis was prepared in three stages: (1) evaluation of the interaction of various carbon sources (glucose, xylose, sucrose, fructose and glycerol), and the stirring rate on biomass growth, cellulose production, water retention capacity and acetan production; (2) study of the treatment of the bacterial cellulose, cross correlating different concentrations of NaOH and heating time in a microwave oven according to the effectiveness of the purification and the possible structural changes; and (3) use of the cellulose produced in the form of edible films, the combination with glycerol and mannitol in different proportions and characterization thereof. It was identified that (1) higher production of pulp (1.08 ± 0.07 gL-1) was obtained with the mixture of glucose and fructose in static culture, since the modification of agitation rates resulted in an increase of the biomass, without causing larger cellulose production and the best cellulose producing conditions different from those for the production of acetan; (2) optimum conditions for the purification of cellulose is with NaOH 0.85 mol L -1 and 3.3 min of heating in microwave oven; (3) the heating from 7 min promoted structural modifications on cellulose crystalline domains and heating times from the 12.5 min cause complete mercerizing cellulose; and (4) it can determine the final characteristics of the films produced by manipulating the proportions of mannitol and glycerol associated with the cellulose in order to adjust it to the desired application. These results led to the conclusion that the proposed aims have been achieved, since the requirements and treatments carried out in each of steps allowed the understanding of how two important factors influencing together, the synthesis of cellulose and acetan by Gluconacetobacter xylinus and the purification of cellulose membranes and the preparation of edible films with the possibility of handling characteristics to expand the uses of this biopolymer in pharmaceutical area.

Orientador: Aline Carvalho da Costa / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-18T09:52:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MoreiraNeto_Joao_M.pdf: 2979036 bytes, checksum: 69eb89891eb2db5e4b255279226a374e (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Este trabalho teve como objetivo estudar a modelagem matemática da hidrólise enzimática de bagaço de cana-de-açúcar submetido a três tipos de pré-tratamentos (peróxido de hidrogênio alcalino, ácido fosfórico + hidróxido de sódio e hidróxido de cálcio). O modelo cinético de sacarificação e fermentação simultâneas desenvolvido por PHILIPPIDIS et al. (1992, 1993) e PHILIPPIDIS e HATZIS (1997) foi adaptado para representar os dados experimentais do processo de hidrólise enzimática em batelada com 3% de bagaço de cana seco pré-tratado com peróxido de hidrogênio alcalino. A partir do modelo desenvolvido foi possível obter perfis de concentração dos principais componentes do processo. A estimativa simultânea dos parâmetros cinéticos do modelo matemático foi realizada pelo algoritmo genético (AG) Pikaia. Os dados utilizados no procedimento de estimação descrevem os perfis de glicose em função da concentração de enzimas (1,67 - 30 FPU/g de biomassa seca pré-tratada e 7,33 - 50 CBU/g de biomassa seca pré-tratada) e tempo de residência (0 - 72 h) durante a hidrólise. A metodologia de planejamento Plackett-Burman (PB) foi aplicada para identificar os parâmetros cinéticos que mais influenciam o comportamento dinâmico das variáveis de processo. Na etapa de re-estimação de parâmetros foram considerados dados experimentais de glicose para bagaço pré-tratado com ácido fosfórico + hidróxido de sódio e bagaço pré-tratado com hidróxido de cálcio (cal). A metodologia de estimação de parâmetros usando algoritmo foi capaz de predizer de forma satisfatória o conjunto de dados experimentais de glicose para bagaço pré-tratado com peróxido de hidrogênio alcalino. Para o bagaço pré-tratado com ácido fosfórico + hidróxido de sódio o modelo atualizado conseguiu reproduzir de forma acurada tanto o conjunto de dados utilizados no procedimento de estimação de parâmetros como os usados na validação do modelo. Já para os dados de bagaço pré-tratado com cal o modelo não conseguiu descrever alguns dados experimentais / Abstract: This work aimed to study the mathematical modeling of enzymatic hydrolysis of sugarcane bagasse subjected to three types of pretreatments (alkaline hydrogen peroxide, phosphoric acid + sodium hydroxide and calcium hydroxide). The kinetic model of simultaneous saccharification and fermentation developed by PHILIPPIDIS et al. (1992, 1993) and PHILIPPIDIS and HATZIS (1997) was adapted to represent the experimental data of the batch process of enzymatic hydrolysis of 3% of dry sugarcane bagasse pretreated with alkaline hydrogen peroxide. From the model developed was possible to obtain concentration profiles of the main components of the process. The simultaneous estimation of kinetic parameters of the mathematical model was performed using the Pikaia genetic algorithm (GA). The data used in the estimation procedure describe the profiles of glucose as function of enzymes concentration (1.67 - 30 FPU/g dry pretreated biomass and 7.33 - 50 CBU/g dry pretreated biomass) and residence time (0-72 h) during hydrolysis. Plackett-Burman (PB) designs were used to identify the kinetic parameters with the higher influence on the dynamic behavior of the process variables. In the step of re-estimation of parameters experimental data of glucose for bagasse pretreated with phosphoric acid + sodium hydroxide and bagasse pretreated with calcium hydroxide (lime) were considered. The methodology of parameter estimation using genetic algorithm was able to predict accurately the experimental data set of glucose for bagasse pretreated with alkaline hydrogen peroxide. For bagasse pretreated with phosphoric acid + sodium hydroxide the updated model was able to reproduce accurately both the data set used in the parameter estimation procedure and the data used for model validation. As for the data of bagasse pretreated with lime the model failed to describe some experimental data / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Arnaldo Cesar da Silva Walter / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-06T06:44:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Leme_RodrigoMarcelo_M.pdf: 1179481 bytes, checksum: b6dc083cfa1e222bee869529a432cd3c (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: O objetivo desta dissertação é avaliar a emissão de gases de efeito estufa, óxidos de nitrogênio e material particulado, o uso e consumo de água e a geração de cinzas, decorrentes do aproveitamento da biomassa residual de cana-de-açúcar - bagaço e palha - como combustível, em especial para produção de eletricidade excedente. Os principais resultados obtidos demonstram que há boas oportunidades de promover a redução das emissões de gases de efeito estufa pelo uso da biomassa como combustível, em especial pela substituição de óleo combustível, em outras atividades econômicas, e também pela geração de eletricidade excedente, para ser exportada para a rede elétrica. O estudo mostra também que o setor é intensivo nas emissões de óxidos de nitrogênio e material particulado, quando se considera emissões não controladas desses poluentes. Isso faz despertar a atenção quanto à necessidade de monitoramento e controle dessas emissões. Finalmente, o estudo conclui que uso e consumo de água, já bastante intensos na atividade sucroalcooleira, deverão aumentar, caso se concretize a expansão da produção de excedentes através de turbinas de condensação / Abstract: The objective of this dissertation is to assess atmospheric emissions of greenhouse gases, nitrogen oxides and particulate matter, water use and consumption and ash generation, due to the use of sugarcane biomass residues - bagasse and trash - as fuel, specially for the production of surplus electricity, in Brazil. The main results obtained show that there are good opportunities of reducing greenhouse gases emissions by using sugarcane residues as fuel, specially in the substitution of fuel oil, in other economic activities, but also in the production of surplus electricity, to be exported to the electricity grid. The study also shows that the sugarcane sector is intensive with regard to atmospheric emissions of nitrogen oxides and particulate matter, when considering non-controlled emissions. It renders monitoring and controlling a very important issue. Finally, the study concludes that water use and consumption, already very important in the sugarcane sector, must increase if the expansion of surplus electricity production takes place by means of condensing turbines / Mestrado / Mestre em Planejamento de Sistemas Energéticos

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:42:37Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:57:19Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Os polímeros são usados em numerosas aplicações e em diferentes segmentos industriais, gerando enormes quantidades de rejeitos no meio ambiente. Entre os vários componentes de resíduos nos aterros sanitários estão os materiais poliméricos, entre eles o Polipropileno que contribuem com 20 a 30% do volume total de resíduos sólidos. Como os materiais poliméricos são imunes à degradação microbiana, permanecem no solo e nos aterros sanitários como um resíduo semipermanente. A preocupação ambiental no sentido de redução de resíduos se voltou para o desenvolvimento de polímeros renováveis para a fabricação de materiais que se decompõem na natureza, entre eles estão às espumas poliméricas biodegradáveis. Os polímeros espumados são considerados materiais do futuro, com um leque abrangente de aplicações; as espumas estruturais, de alta densidade, são usadas principalmente na construção civil, em substituição a metais, madeiras e concreto com a finalidade básica de reduzir custos com materiais. O objetivo deste trabalho foi a incorporação de blendas da matriz polimérica PP/HMSPP com bagaço de cana-de-açúcar, PHB e PLA, na produção de espumas estruturais. A degradação via tratamento térmico, nas temperaturas 100º, 120º e 160º C não foi suficiente para induzir a biodegradabilidade; já a degradação via irradiação gama, nas doses 50, 100, 150, 200 e 500 kGy se mostrou eficaz para indução da biodegradabilidade. As composições com bagaço, irradiadas, também sofreram deterioração superficial, favorecendo a absorção de água, e, consequentemente, uma maior biodegradação. / Tese (Doutorado em Tecnologia Nuclear) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:36:01Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T13:59:36Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / O bagaço de cana de açúcar é uma fonte de energia renovável e matéria prima promissora na produção de biocombustível, pois representa cerca de 30% de glicose contida na planta com potencial de ser hidrolisado e convertido em etanol. Os principais constituintes do bagaço de cana são a celulose, formada por cadeia linear de glicose, a hemicelulose, um polímero amorfo constituído de xilose, arabinose, galactose e manose e a lignina, um polímero complexo formado por unidades de fenilpropanos que atuam como revestimento impermeabilizante nas fibras, difícil de ser removido por sua característica recalcitrante. O objetivo do presente trabalho foi avaliar a eficiência da irradiação com feixe de elétrons como pré-tratamento do bagaço de cana para hidrólise enzimática da celulose. O pré-tratamento do bagaço de cana é uma das etapas mais importante para torná-lo economicamente viável e competitivo na produção de energia. Como pré-tratamento o processamento por feixe de elétrons pode fragilizar a estrutura da hemicelulose e lignina, pela ação de radicais altamente reativos que quebram as ligações químicas, reduzindo o grau de polimerização das fibras. Foram avaliados os efeitos da radiação na estrutura e composição do bagaço, assim como a combinação do processamento por feixe de elétrons com o pré-tratamento de esplosão à vapor. Para hidrólise enzimática utilizou-se enzimas comerciais fornecidas pela Novozymes. O processamento por feixe de elétrons levou a alterações na estrutura e composição do bagaço de cana aumentando a solubilidade pela degradação de celulose alfa e hemicelulose e aumentando também o rendimento da hidrólise enzimática. No caso do bagaço explodido, não houve alteração no rendimento da hidrólise enzimática, mas o processamento por feixe de elétrons promoveu uma redução de 67% no furfural, que é formado no processo de explosão a vapor. / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP