Made available in DSpace on 2014-10-09T12:42:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:01:33Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / O Brasil é o terceiro maior produtor de massas, com um volume de negócios anual de mais de um milhão de toneladas. Macarrão é uma fonte de energia, baixo custo, fácil de fazer, pode ser consumido em todas as estações, agrada a todos, apresenta variações de forma e cor que torna este produto tão popular. O objetivo do estudo foi o de avaliar a viabilidade de produção de um macarrão enriquecido a partir do bagaço obtido da extração de óleo de linhaça e estudar os efeitos da radiação gama no mesmo. Foram produzidas sete formulações de macarrão, sendo que duas foram irradiadas com 20kGy (20 e 40% de adição de farinha de bagaço de linhaça), duas foram produzidas com farinha do bagaço de linhaça irradiada a 10kGy nas proporções de 20 e 40%, duas não receberam nenhuma dose (nas proporções de 20 e 40%) e uma formulação de controle. As irradiações foram realizadas no irradiador multipropósito de Co60 do Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares - IPEN/SP. As seguintes análises foram realizadas: determinação da umidade, acidez, pH, extrato etéreo, cinzas, proteína, fibra, textura, aderência e testes de cozimento, no Laboratório de Radiobiologia e Ambiente Centro de Energia Nuclear na Agricultura CENA/USP e na ESALQ em Piracicaba e as análises microbiológicas foram realizadas no Laboratório de Fungos Toxigênicos e Micotoxinas da USP/SP. Os valores da umidade e da acidez obtidos para os diferentes tipos de macarrão mostraram alta eficiência na secagem. As formulações M80:20, M80:20FT e M60:40 apresentaram também uma alta qualidade em relação ao aumento de massa e perda de sólidos solúveis segundo os parâmetros de Hummel. Houve também um aumento na quantidade de fibras ficando valor calórico reduzido. / Tese (Doutoramento) / IPEN/T / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Made available in DSpace on 2014-10-09T12:55:37Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2014-10-09T14:05:55Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / A escassez mundial de alimento e fontes de energia tem levado ao interesse de utilização de fontes de biomassa, desse modo o bagaço de canade- açúcar tem sido considerado para ração animal e produção de energia renovável. O bagaço da cana-de-açúcar geralmente contém cerca de 40% de celulose, cerca de 40% de hemicelulose e cerca de 20% de lignina. O objetivo deste trabalho foi avaliar a eficiência da irradiação com feixe de elétrons como um pré-tratamento do bagaço-de-cana para o processo enzimático de hidrólise de celulose. As amostras de bagaço de cana-de-açúcar foram obtidas na Fazenda Iracema em Piracicaba, Brasil, com a colaboração do Centro de Tecnologia Canavieira e foram irradiadas usando Acelerador Industrial de Feixe de Elétrons de 1,5 MeV de energia e 25 mA da Radiation Dynamics Inc., USA., em sistema de batelada. O bagaço de cana da primeira amostragem, denominado Bagaço A, foi irradiado com doses absorvidas de 20 kGy, 50 kGy, 100 kGy, 150 kGy e 200 kGy e o da segunda amostragem, Bagaço B, foi irradiado com doses absorvidas de 5 kGy, 10 kGy, 20 kGy, 30 kGy, 50 kGy, 70 kGy, 100 kGy e 150 kGy. O processamento com feixe de elétrons levou a alterações na estrutura e na composição do bagaço de cana, foi responsável pela clivagem parcial da lignina, pela redução na celulose de alto peso molecular e também pelo aumento da celulose degradada. A radiação levou a um aumentou em cerca de 40% no rendimento da hidrólise enzimática da celulose para uma dose absorvida de 30 kGy. / Dissertacao (Mestrado) / IPEN/D / Instituto de Pesquisas Energeticas e Nucleares - IPEN-CNEN/SP

Orientadores: Aline Carvalho da Costa, Rubens Maciel Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-13T08:34:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Garcia_DanielladosReis_M.pdf: 830242 bytes, checksum: 2fbea0d0b70d29cbec1ae84fbccf4d56 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: O objetivo deste trabalho foi obter dados experimentais da cinética de pré-tratamento com peróxido de hidrogênio alcalino e da cinética de hidrólise enzimática posterior do bagaço de cana-de-açúcar. O pré-tratamento foi realizado nas condições determinadas como ótimas para este processo com concentrações de 8% (m/m) de bagaço, 11% (v/v) de peróxido de hidrogênio e pH igual a 11,5. Os dados experimentais para o pré-tratamento foram obtidos nas temperaturas de 25, 45 e 65ºC, analisando-se os teores de lignina, celulose e hemicelulose em função do tempo de pré-tratamento. À 25ºC houve menor deslignificação em relação à 65ºC, mas não houve degradação da celulose. A hidrólise enzimática foi realizada com bagaço pré-tratado usando celulase de T. reesei e ß-glicosidase de A. Niger a 50ºC. No primeiro ciclo de experimentos, a massa de bagaço foi variada entre 1 e 5 g com volume reacional fixo em 100 mL, correspondendo às concentrações de 1 e 5% de bagaço (m/m). As concentrações de celulase e ß-glicosidase foram mantidas fixas em 500 FPU/L e 500 CBU/L, respectivamente. A carga enzimática fixa dificultou a transferência de massa e adsorção das enzimas, por isto, resultados menos satisfatórios foram observados para os ensaios com maior concentração de bagaço. Experimentos adicionais foram realizados fixando-se a massa de bagaço em 3% (m/m) e variando-se as concentrações de celulase e ß-glicosidase de acordo com um planejamento 22 + configuração estrela. Os resultados reafirmaram que a ação das enzimas sobre o substrato ocorre de forma sinérgica. Nos experimentos para avaliação da hidrólise enzimática, as concentrações de celobiose, glicose, xilose e arabinose são mostradas em função do tempo. / Abstract: The objective of this work was to obtain experimental data of the kinetics of pretreatment with alkaline hydrogen peroxide and of the kinetics of the subsequent enzymatic hydrolysis of sugarcane bagasse. The pretreatment was performed in the conditions determined as optimal for this process with concentrations of 8% (w/w) of bagasse, 11% (v/v) of hydrogen peroxide and pH of 11,5. The experimental data were obtained at temperatures of 25, 45 e 65°C, analyzing the concentrations of lignin, cellulose and hemicellulose were analyzed as functions of pretreatment time. At 25°C was observed lower delignification when compared to the 65°C, but not occurred degradation of cellulose. The enzymatic hydrolysis was performed with pretreated bagasse using celulase from T. reesei and ß- glicosidase from A. Niger at 50 ºC. In the first round of experiments, bagasse mass was varied from 1 to 5 g with fixed reactional volume of 100 mL, corresponding to concentrations of 1 to 5% of bagasse (w/w). The concentrations of celulase and ß- glucosidade were fixed in 500 FPU/L and 500 CBU/L, respectively. The enzyme loading fixed difficult the transfer of mass and the adsorption of the enzymes, therefore, less satisfactory results were observed for tests with higher concentration of bagasse. Additional experiments were performed fixing bagasse mass at 3% (w/w) and varying celulase and ß- glucosidade concentrations according to a 22 + star configuration factorial design. The results confirmed that the action of enzymes on the substrate occurs in a synergistic way. In the experiments for enzymatic hydrolysis, the concentrations of celobiose, glucose, xylose and arabinose are shown as functions of time. Key-words: Hydrogen peroxide, pretreatment, hydrolysis, sugarcane bagasse. / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Orientadores: Aline Carvalho da Costa, Rubens Maciel Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-13T22:57:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GarzonFuentes_LauraLiliana_M.pdf: 4423323 bytes, checksum: 42d541d6848e724e0011a112a669de73 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: O objetivo deste trabalho foi a otimização do pré-tratamento de bagaço de cana com hidróxido de cálcio para facilitar a hidrólise enzimática posterior visando a produção de etanol de segunda geração, além da obtenção de dados cinéticos experimentais na etapa do pré-tratamento e de hidrólise enzimática para posteriores estudos de modelagem. O pré-tratamento foi realizado de acordo com um planejamento composto central 23,com o objetivo de avaliar a influência do tempo de pré-tratamento (h), temperatura (°C) e concentração de hidróxido de cálcio (p/p) na liberação de açúcares após hidrólise. A máxima produção de glicose foi de 228,45 mg/g biomassa seca, correspondentes a 409,9 mg/g de biomassa seca de açúcares redutores totais (ART), com o pré-tratamento realizado a 90 °C, durante 90 h e com uma carga de cal de 0,4 g/g biomassa seca. A cinética do pré-tratamento foi obtida para diferentes temperaturas (60, 70, 80 e 90°C) e um modelo cinético foi determinado para a deslignificação do bagaço com cal como uma função da temperatura. A energia de ativação da reação de deslignificação foi estimada como 31,47 kJ/mol. A determinação dos dados cinéticos durante a hidrólise enzimática foi realizada com bagaço pré-tratado nas condições ótimas, variando a carga de sólidos de 1 a 5% (p/v), com uma concentração fixa de enzima de 500 FPU/L de celulase e 500 CBU/L de ß-glicosidase. Os resultados mostraram rendimentos glicosídicos próximos aos estequiométricos para a carga de sólidos de 1%. Experimentos adicionais foram realizados fixando a concentração de bagaço em 3% e variando as concentrações de celulase e ß-glicosidase de acordo com um planejamento 22 + configuração composto central. Esta análise mostrou que o aumento das concentrações de celulase e ß-glicosidase tiveram efeito positivo até 475 FPU/L e 750 CBU/L, respectivamente, e a partir deste ponto um aumento das concentrações resultou em uma diminuição de rendimento / Abstract: The objective of this work was the optimization of the pretreatment of sugarcane bagasse with calcium hydroxide to enhance the subsequent enzymatic hydrolysis aiming at the production of second generation ethanol, as well as the determination of experimental kinetic data of the pretreatment stage and of the enzymatic hydrolysis for posterior modeling studies. The pretreatment was performed, according to a 23 central composite design, in order to evaluate the influence of pretreatment time (h), temperature (°C) and calcium hydroxide concentration (Ca(OH)2).The maximum glucose yield was 228.45mg/g raw biomass, corresponding to 409.9 mg/g raw biomass of total reducing sugars (TRS), with the pretreatment performed at 90 °C, for 90 h and with a lime loading of 0.4g/g dry biomass. Kinetic data of the pretreatment were obtained for different temperatures (60, 70, 80 and 90 °C) and a kinetic model for bagasse delignification with lime as a function of temperature was determined. The kinetic model was empirically established as a first-order reaction corresponding to the bulk phase for pretreatment time up to 108 h. The activation energy for the delignification reaction was estimated at 31.47 kJ/mol. The kinetic data of the enzymatic hydrolysis were obtained with bagasse pretreated in the optimal conditions, varying solids loading from 1 to 5% (m/v) with 500 FPU/L of cellulase and 500 CBU/L of ß-glucosidase. The results show that glycosidic yields next to the stoichiometric are attained for solids loading of 1%. Additional experiments were performed fixing the bagasse concentration at 3% and varying celulase and ß-glucosidase concentrations according to a 22 + star configuration factorial design. This analysis shows that an increase in the concentrations of cellulase and ß-glucosidase have a positive effect until up to a point and from this point up (475 FPU/L and 750 CBU/L, respectively), increasing concentrations resulted in a decrease in the yield / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Orientadores: Aline Carvalho da Costa, Rubens Maciel Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-09T06:06:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rabelo_SaritaCandida_M.pdf: 2751117 bytes, checksum: e6deb950d836c14950b9c03e3f599869 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Neste trabalho o desempenho do pré-tratamento com peróxido de hidrogênio alcalino para viabilizar a hidrólise enzimática de bagaço de cana foi avaliado. O objetivo é que os açúcares obtidos sejam usados para produção de etanol. Planejamentos fatoriais 23 foram realizados para avaliar a influência do tempo de pré-tratamento (h), temperatura (°C) e concentração de peróxido de hidrogênio alcalino (H2O2 alcalino) (%) no desempenho da hidrólise, que foi medido pela liberação de glicose e açúcares redutores totais (ART). Os planejamentos foram realizados utilizando o bagaço seco proveniente da moenda da indústria de açúcar/álcool (bagaço não peneirado) e o bagaço peneirado com granulometria de -12+60 mesh, com o objetivo de avaliar a influência do tamanho da partícula na liberação dos açúcares fermentescíveis. Os resultados mostraram que os melhores rendimentos em glicose são obtidos para o bagaço não peneirado. Um novo planejamento 22 + configuração estrela foi realizado para determinar as condições de pré-tratamento que levam à máxima liberação de glicose após hidrólise enzimática com celulase e _- glicosidase a 50ºC e pH 4,8. Nesta etapa foi usado somente o bagaço não peneirado e os fatores considerados foram temperatura e concentração de H2O2 alcalino. O tempo de prétratamento foi eliminado do planejamento, uma vez que não se mostrou estatisticamente significativo na etapa anterior. Os resultados obtidos mostram que na nova faixa estudada, a influência da temperatura na liberação de glicose após hidrólise também não foi significativa no nível de 90% de confiança. Foram determinadas as condições ótimas de pré-tratamento, que são 1 h de reação, temperatura de 25°C e concentração de 7,355% de H2O2, e os resultados de massa de ART e glicose após 48 h de hidrólise foram 0,4899 g/g biomassa bruta seca e 0,3740 g/g biomassa bruta seca, respectivamente. O rendimento de glicose no ponto ótimo foi de 84,07 % / Abstract: The performance of alkaline hydrogen peroxide pretreatment to enable the enzymatic hydrolysis of sugar cane bagasse was evaluated. The objective is that the fermentable sugars obtained be used to ethanol production. 23 factorial designs were performed to evaluate the influence of pretreatment time (h), temperature (°C) and alkaline hydrogen peroxide concentration (alkaline H2O2) (%) on hydrolysis performance, which was measured by glucose and total reducing sugars (TRS) release. The designs were performed using the bagasse as it comes from a sugar/ethanol factory (bagasse not screened) and bagasse screened to -12+60 mesh. The objective was to evaluate the influence of particle size in the release of the fermentable sugars. The results have shown that the best glucose yields were obtained for not-screened bagasse. A new factorial design 22 + star configuration was performed to determine the pretreatment conditions that lead to maximum glucose release after enzymatic hydrolysis with celulase and _-glucosidase at temperature of 50 ºC and pH 4,8. In this stage only not-screened bagasse was used and the considered factors were temperature and alkaline H2O2 concentration. Pretreatment time was eliminated from the design because it was not considered statistically significant in the earlier stage. The obtained results show that in the new evaluated range, influence of temperature on glucose release after hydrolysis was also not significant at the 90% confidence level. Optimum conditions of pretreatment were determined, 1 h of reaction, temperature of 25°C and H2O2 concentration of 7,355%. The results of ART and glucose mass after 48 h of hydrolysis was 0,4899 g/g raw dry biomass and 0,3740 g/g raw dry biomass, respectively. The glucose yield in the optimum point was of 84,07 % / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / O uso de resÃduos agroindustriais puros ou modificados quimicamente para a remoÃÃo de metais em efluentes industriais aparece como uma alternativa promissora Ãs tecnologias existentes. Os agroresÃduos sÃo bastante estudados devido à sua abundÃncia, baixo custo, biodegradabilidade e a nÃo formaÃÃo de lodo. Neste trabalho utilizou-se o bagaÃo do pedÃnculo de caju (Anarcadium occidentale L.) como adsorvente para remoÃÃo de metais pesados de soluÃÃo aquosa e de efluente produzido por uma indÃstria de galvanoplastia localizada em Fortaleza (Cearà â Brasil). Foram estudados os sistemas de adsorÃÃo em batelada e coluna de leito fixo. Na etapa de batelada foram avaliados o tratamento quÃmico, o efeito do tamanho das partÃculas, o efeito da concentraÃÃo do adsorvente e o efeito do pH. Os resultados indicaram que o tratamento dado ao bagaÃo do pedÃnculo de caju com NaOH 0,1 mol.L-1/3 horas foi mais eficiente na remoÃÃo dos Ãons metÃlicos. Este material foi usado para o estudo de adsorÃÃo dos metais com as seguintes caracterÃsticas: faixa de tamanho de partÃculas de 20-59 mesh, concentraÃÃo de 50 g/L e pH 5,0. O estudo de cinÃtica indicou que o equilÃbrio de adsorÃÃo multielementar foi atingido em 60 minutos (pH 5,0) e segue cinÃtica de pseudo-segunda ordem. Foram utilizados os modelos de Langmuir e Freundlich para avaliar a capacidade de adsorÃÃo dos metais pesados pelo bagaÃo do pedÃnculo de caju. O modelo de Langmuir foi adequado para todos os Ãons metÃlicos em um sistema multielementar. Na segunda etapa da pesquisa foram realizados experimentos para otimizaÃÃo das condiÃÃes operacionais da coluna. Os resultados mostraram que uma vazÃo de 3,0 mL/min e uma altura de 12,0 cm de leito aumentaram o percentual de remoÃÃo para todos os metais tÃxicos estudados. As curvas de ruptura investigadas para um sistema multielementar indicaram que a ordem das capacidades de adsorÃÃo foi a seguinte: Pb2+ > Cu2+ > Ni2+ > Zn2+ > Cd2+. A aplicabilidade dos estudos de coluna numa amostra real, oriunda de empresa de galvanoplastia contendo Cu2+, Ni2+ e Zn2+, foi eficiente para remoÃÃo dos Ãons Ni2+ e Zn2+. A dessorÃÃo dos Ãons metÃlicos, retidos na coluna, foi eficiente usando HCl 1,0 mol/L como eluente. Os ensaios de reciclagem da coluna mostraram que o adsorvente pode ser utilizado apenas num ciclo. / Recently, the use of agroindustry residues (pure or chemically modified) for metal removal from industrial effluents offers a potential alternative to existing treatment technologies. The agrowastes are most studied because are readily available, cheap, biodegradable, sludge free and of low cost and land investment. In this work was used the cashew (Anacardium occidentale L.) peduncle bagasse as adsorbent for metal removal from aqueous solution and wastewater aqueous from electroplating industries local (Fortaleza, Ceara-Brazil). Adsorption systems in batch and fixed bed column were studied. Previously was investigated the chemical treatment, the particle size effect, adsorbent concentration and pH effect. The results showed that the treatment employed in the cashew peduncle bagasse with 0.1M NaOH for 3 h was the most efficient. The material characteristics: used on metal adsorption were: particle size ranged 20 â 59 mesh, adsorbent concentration (50g/L) at pH 5.0. The kinetic study indicated that the adsorption equilibrium multielementary were achieved in 60 minutes (pH 5.0) and followed a pseudo-second order model. The adsorption capacity of cashew peduncle bagasse for heavy metals had been evaluated using Langmuir and Freundlich adsorption isotherms. The Langmuirâs model gave best results for all metal ions in a multielementary system. In the second step of the work were carried out experiments to optimization of the column operational parameters. The results showed that for a flow rate of 3.0 mL/min and bed height of 12.0 cm there is an increased on the metal removal. The breakthrough curves for multielementary system indicated the order for adsorption capacity: Pb+2 > Cu+2 > Ni+2 > Zn+2 > Cd+2. The column parameters obtained with the synthetic effluents were applied in a real sample contained Cu+2, Ni+2 and Zn+2. It was found to be an efficient for the removal of Ni+2 and Zn+2. The metal desorption on the column was efficient using 1.0 M HCl as eluent. The tests of recycling of the column showed that the adsorbent can be used only for a cycle.

A fim de avaliar formas de associações do resíduo úmido de cervejaria com uso de aditivos no processo de ensilagem ; e desempenho e digestibilidade de cordeiros a partir a das associações, foram distribuídos em delineamento inteiram ente casualizado 5 tratamentos com 4 repetições: C: ensilagem de 100% resíduo de cervejaria; PC15: 15% de polpa cítrica; PC30: 30% de polpa cítrica; CS15: 15% de casca de soja; CS30: 30% de casca de soja, adicionados com base na matéria fresca do resíduo de cervejaria. Das silagens foram coletadas amostras para as análises bromatológicas, pH, poder tampão, nitrogênio amoniacal, DIVMS e determinação de ácidos orgânicos (ácidos lático, acético, propiônico, butírico) e perfil microbiológico. Os dados da silagem foram analisados por meio da Eficiência Biológica Relativa (EBR), através da técnica do \"slope ratio\". Para análise in vivo foi verificado o desempenho dos animais e digestibilidade. Os dados foram analisados através do programa computacional Statistical Analysis System (SAS, 2008), considerando efeitos fixos a inclusão de aditivos e os níveis. As médias dos tratamentos foram comparadas por contrastes ortogonais. Houve aumento do teor de MS, carboidratos e poder tampão para os níveis de inclusão; aumento da digestibilidade in vitro da matéria seca; aumento na relação desejável/indesejável de ácido lático/ acético e butírico; aumento da população de bactérias ácido lática, e clostrídeos da silagem. Houve melhora no desempenho com a adição de casca de soja e polpa cítrica e na digestibilidade in vivo de MS, sendo os melhores resultados encontrados, em conjunto, para o tratamento da silagem com inclusão de 30% de polpa cítrica. / In order to evaluate the production of silage and the use of additives in the process of silage of brewery residue, they were distributed in a completely randomized design treatments 5 and 4 repetitions: C: silage 100% brewery residue; PC15: 15% of citrus pulp; PC30: 30% of citrus pulp; CS15: 15% of soybean hulls; CS30 mice: 30% of soybean hulls- added on the basis of the fresh of the residue of brewery. The silage samples were collected for the qualitative analysis, pH, buffer, ammoniacal nitrogen, IVDMD and determination of organic acids (Lactic acid, acetic acid, propionic, butyric) and microbiological profile. The Relative Biological Efficiency (RBE) was calculated by the slope ratio technique For in vivo analysis was verified the performance of the animals and digestibility.The data were analyzed by the Statistical Analysis System (SAS, 2008), whereas fixed effects the inclusion of additives and levels. The treatment average was compared by orthogonal contrasts There was an increase in the content of MS, carbohydrates and power buffer from the inclusion; increase in vivo digestibility of DM and increase of the population of lactic acid bacteria, clostridium; IVDMD, and the best results, together, for the treatment of silage with inclusion of 30% of citrus pulp.

O bagaço de cana de açúcar é um resíduo lignocelulósico que, após a sua hidrólise, pode ser utilizado como substrato para a produção de hidrogênio (H2) por fermentação. O objetivo deste trabalho foi realizar pré-tratamentos do bagaço de cana com os ácidos clorídrico (HCl) e fosfórico (H3PO4) para a solubilização de carboidratos, produzindo o mínimo de inibidores, bem como para tornar a sua estrutura mais suscetível à hidrólise enzimática. Além disso, foi verificada a possibilidade de utilização dos hidrolisados na produção biológica de H2 por uma cultura mista de micro-organismos. A otimização das condições de pré-tratamento com os ácidos foi feita por meio de um planejamento experimental, variando-se a concentração entre 0,64 e 7,36 % (m/v), a temperatura de 63,20 a96,80°C e o tempo de 38,40 a 441,60 min. Nos hidrolisados obtidos foram determinadas as concentrações de açúcares redutores totais (ART) e de monossacarídeos, tais como a glicose, a xilose e a arabinose, além de potenciais inibidores de fermentação, o furfural, o hidroximetilfurfural (HMF) e o ácido acético. As condições de pré-tratamento do bagaço, nas quais foram obtidas as maiores concentrações de ART (13,88 g/L) foi utilizando 6,0 % (m/v) de HCl, em 360,00 min., a 90°C. Entretanto, sob estas condições, também foram detectadas as concentrações mais elevadas dos inibidores. A condição ótima para a hidrólise com o HCl, obtida através da análise estatística, na qual a concentração de inibidores foi minimizada e a de ART maximizada foi de 96,80ºC, 441,6 min e 7,36 % (m/v) de ácido. Para o pré-tratamento com o H3PO4, as condições ótimas foram as mesmas encontradas para o HCl, obtendo-se 4,98 g/L de ART. Os bagaços pré-tratados foram submetidos à hidrólise enzimática com a enzima Celluclast® e um extrato enzimático bruto com atividade de xilanases. A maior concentração de ART (20,98 g/L) obtida pelas duas hidrólises (ácido/enzimática) foi no bagaço pré-tratado com HCl no tempo de 360,00 min., 6,0 % (m/v) de ácido a 90°C, o qual também apresentou a maior concentração de inibidores (total de 1,23 g/L). O hidrolisado obtido com HCl que apresentou maior concentração de ART foi utilizado em ensaios de fermentação para a produção de H2 por cultura mista. / Sugarcane bagasse is a lignocellulosic residue that can be used as substrate to produce hydrogen (H2) by fermentation after hydrolysis. This study aimed to optimize the pretreatment of sugarcane bagasse with hydrochloric acid (HCl) and phosphoric acid (H3PO4), to solubilize carbohydrates and produce the minimal amount of inhibitors as well as make its structure more susceptible to enzymatic hydrolysis. In addition, we verified the possibility of using hydrolysates in the biological production of H2 by a mixed culture of microorganisms. We optimized the conditions for bagasse pretreatment with acids using an experimental designwe varied the concentration between 0.64 and 7.36% (w/v), the temperature from 63.20 to 96.80 °C, and the time from 38.40 to 441.60 min. In the hydrolysates, we determined the concentrations of total reducing sugars (TRS); monosaccharides such as glucose, xylose, and arabinose; and potential inhibitors of fermentation like furfural, hydroxymethylfurfural (HMF), and acetic acid. The conditions of bagasse pretreatment 6.0% (w/v) HCl, 360 min. and 90 °C led to the highest TRS concentrations (13.88 g L-1), but also to the highest concentrations of inhibitors. Statistical analysis revealed that the optimum conditions for the hydrolysis of sugar cane bagasse with HCl that minimized the concentration of inhibitors while maximizing the TRS concentration were: 96.80 °C, 441.6 min, and 7.36% (w/v) of acid. The optimum conditions for pre-treatment with H3PO4 were the same as those found for HCl; which yielded 4.98 g L-1 TRS. We subjected the pretreated bagasse to enzymatic hydrolysis with Celluclast® enzyme and to a crude enzyme extract with xylanase activity. For both hydrolyses (acid and enzymatic), the highest TRS concentration (20.98 g L-1) was achieved with the bagasse pretreated with HCl 6.0% (w/v) at 90 °C for 360.00 min., which also furnished the highest concentration of inhibitors (total 1.23 g L-1). The hydrolysate obtained with HCl contained higher TRS concentration was used as substrate in fermentation assays for the production of H2 by mixed culture.

O uso do bagaço de cana-de-açúcar, um subproduto da produção sucroalcooleira, ainda está hoje atrelado diretamente à produção de energia com sua queima nas usinas, um uso que é pouco nobre, considerando-se a grande diversidade de compostos químicos presentes neste tipo de material. A possibilidade de valorização desta matéria-prima lignocelulósica está ligada a realização de etapas de separação das principais frações de compostos, a celulose, as hemiceluloses e a lignina. Neste contexto, as deslignificações organossolve, etapa de remoção da lignina através da solubilização da mesma em soluções orgânicas, tem grande potencial de uso, visto que nestas pode-se recuperar tanto a polpa como o licor de polpação para posterior uso. Assim, verifica-se que a solubilidade da lignina é o fator que diferencia a utilização de um dado solvente orgânico em uma deslignificação organossolve. Desta maneira, pode-se utilizar o conceito de parâmetros de solubilidade para a escolha de um melhor solvente para o processo. Neste trabalho, verificou-se a relação entre a deslignificação organossolve e a distância e afinidade de um solvente com a esfera de solubilidade de Hansen para a lignina de bagaço de cana-de-açúcar. Verificou-se que os parâmetros de solubilidade de Hansen para a lignina verificados na literatura não apresentam boa correlação com os dados de deslignificação, porém, uma nova esfera de solubilidade foi desenvolvida, na qual verificou-se um coeficiente de determinação de 0,93856, em detrimento de um de 0,72074 para a esfera de solubilidade verificada na literatura. Concluiu-se que o modelo desenvolvido possuía como principal diferença com relação ao modelo obtido por Hansen e Björkman para a lignina, um parâmetro de solubilidade para interações intermoleculares polares (δp) inferior e um parâmetro de solubilidade para a capacidade de realização de ligações de hidrogênio (δh) bem superior, porém mantendo o mesmo parâmetro de solubilidade total (δ). Confirmou-se a relação entre a deslignificação e os valores de distância e de afinidade obtidos neste trabalho, com a realização de deslignificações usando misturas ternárias e quaternárias com solventes de baixo custo e/ou excedentes no mercado (etanol, glicerol e 2-butanol, além de água). Concluiu-se que apesar da esfera de solubilidade desenvolvida permitir melhor ajuste dos dados, não se pode afirmar que esta é com certeza a esfera real para a lignina. / The use of sugarcane bagasse, a by-product of sugar and ethanol production, is still linked today directly to energy production with its burning in power plants, a use which is not very noble, considering the great diversity of chemical compounds present in the lignocellulosic matrix. The possibility of better use of lignocellulosic feedstock is linked to steps of separation of their main fractions, cellulose, hemicelluloses and lignin. In this context, organosolv delignification, in which lignin is removed by the solubilization in organic solutions have great potential, since both pulps and the pulping liquor can be recovered for later use. Thus, since the solubility of lignin is the factor that differentiates the use of a given organic solvent in an organosolv delignification, the concept of solubility parameters can be used for the selection of the organic solvent. In this dissertation the relationship between the distance and the affinity of a solvent with the Hansen sphere of solubility for lignin from bagasse cane sugar and organosolv delignification were studied. It was found that the Hansen solubility parameters for lignin found in the literature do not present a good correlation with delignification data. Thus a new sphere of solubility was developed, with a determination coefficient of 0.93856, over a determination coefficient of 0.72074 for the sphere of solubility found in the literature. It was concluded that the main differences between the developed model and the model obtained by Hansen and Björkman for lignin were a lower solubility parameter for polar intermolecular interactions (δp) and a higher solubility parameter for hydrogen bonds (δh), however keeping the same total solubility parameter (δ). The relationship between delignification and the values of the distance and affinity obtained in this work were confirmed with the attainment of organosolv delignification using tertiary and quaternary mixtures of solvents with low cost and/or availability in the market (ethanol, glycerol and 2-butanol, in addition to water). It was concluded that although the developed solubility sphere allowed a better fit of the data, it cannot be stated with certainty that this is the real sphere for lignin.

A disposição de resíduos sólidos é um dos temas mais discutidos na atualidade. A queima controlada dos resíduos possibilita a redução do volume a ser depositado e a geração de energia. Este trabalho estudou o emprego de uma nova tecnologia no atual processo de queima de uma série de resíduos carbonosos. Um sistema de catálise foi utilizado para sintetizar nanotubos de carbono (CNTs) a partir dos gases gerados pela pirólise/combustão dos resíduos. Os CNTs são materiais com alto valor de mercado devido às suas excepcionais propriedades. Foram alvos de estudo os resíduos da indústria do etanol (bagaço da cana-de-açúcar e grãos secos de destilaria com solúveis - DDGS), borracha de pneus inservíveis e garrafas de poli(tereftalato de etileno) pós-consumo. Amostras dos resíduos foram incineradas em um forno de fluxo contínuo com atmosfera controlada através da injeção de N2 e temperaturas de 600-1000°C, sendo que jatos de O2 foram adicionados em alguns experimentos. O efluente gasoso da queima foi submetido a um filtro de SiC e repassado a um segundo forno com temperatura constante de 1000°C. Telas de aço inoxidável foram dispostas no forno secundário para atuarem como catalisador. A cromatografia gasosa foi utilizada para a comparação dos efluentes com e sem o uso do catalisador, sendo constatado que o emprego das telas ocasionou uma significativa redução na emissão de poluentes. Após os experimentos, foi verificada a formação de partículas de carbono sólido na superfície do catalisador. As partículas formadas foram submetidas a análises por MEV, MET, TG e Raman. Os resultados apontaram a formação de nanotubos de carbono de parede múltiplas com comprimentos de 20 a 50 µm e diâmetros entre 20 e 50 nm quando empregados pneus e bagaço da cana como matérias-primas. Experimentos que empregaram DDGS e garrafas PET produziram microfibras de carbono com comprimentos em torno de 40 µm e diâmetros entre 80 e 200 nm. / The disposal of solid wastes is one of the most discussed topics nowadays. Controlled burning allows the reduction of waste volumes to be deposited, and the energy generation. This study examined the use of a new technology in the current burn processes of several carbonaceous wastes. A catalyst system was used to synthesize carbon nanotubes (CNTs) from the gases generated by pyrolysis/combustion of wastes. CNTs are materials with high market value due to its exceptional properties. Residues of the ethanol industry (sugarcane bagasse and distillers dried grains with solubles - DDGS), scrap tire rubbers and post-consumer polyethylene terephthalate bottles were subject of study. Waste samples were incinerated in a laminar-flow furnace with controlled atmosphere by injection of N2, and temperatures of 600-1000°C, while jets of O2 were added in some experiments. The effluent gases were subjected to a SiC filter and channeled into the second furnace with constant temperature of 1000°C. Stainless steel meshes were placed in the second furnace in order to work as catalyst. Gas chromatography was used to compare the effluent with and without the catalyst use, wherein was showed that the use of meshes caused a significant reduction in the emissions. After the experiments, the formation of solid carbon particles was verified on the catalyst surface. The formed particles were analyzed by SEM, TEM, TG and Raman. Results showed the formation of multi-wall carbon nanotubes with lengths of 20-50 µm and diameters in the range of 20-50 nm when tires and sugarcane bagasse were used as raw materials. Experiments using DDGS and PET bottles produced carbon microfibers with lengths of about 40 µm and diameters of 80-200 nm.