Orientador: Laércio Ender. / Coorientadores: Vanderleia Botton, Dilamara Riva Scharf. / Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) - Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Centro de Ciências Tecnológicas, Universidade Regional de Blumenau, Blumenau.

Microalgas oleaginosas apresentam produtividade de biomassa oleaginosa maior do que vegetais vasculares e sua utilização como fonte de matéria-prima para biodiesel tem sido amplamente investigada. Ganha cada vez mais destaque a ideia de acoplar o cultivo de microalgas oleaginosas ao tratamento de águas residuárias para baratear custos de produção, resolver problemas ambientais e gerar biomassa com valor de mercado dentro de biorrefinarias. No Brasil, o aumento da produção de bioetanol gera como resíduo vinhaça, água residuária rica em compostos minerais e orgânicos que poderia sustentar o cultivo mixotrófico de microalgas oleaginosas. Visando explorar esta questão, esta pesquisa foi dividida em três etapas cujos objetivos centrais foram: (1) isolar e selecionar cepas potencialmente oleaginosas de Chlorella spp. (2) investigar e selecionar fatores químicos, físicos e tróficos para otimizar a produtividade de biomassa e lipídeos das cepas selecionadas; (3) adequar vinhaça ao cultivo otimizado de Chlorella potencialmente oleaginosa visando à produtividade de biomassa e remoção de nutrientes. O crescimento das microalgas foi monitorado por absorbância (683 nm) previamente calibrada com sólidos totais e o modelo de Gompertz foi utilizado para gerar curvas e parâmetros de crescimento (amplitude, tempo de geração e velocidade específica máxima de crescimento). Foram monitorados acúmulo de lipídeos neutros (fluorescência e extração), assimilação de nutrientes, clorofila a e avaliadas produtividades de biomassa e lipídeos. Na etapa 1, a indução de síntese e acúmulo de triglicerídeos pela via heterotrófica (5 g L-1 de glicose) detectou 3 cepas de Chlorella (VIN01, C203 e FAZ5-10) com elevados índices de fluorescência, as quais foram selecionadas para terem seu cultivo otimizado. Na etapa 2, a frente trófica destacou-se, dentre as três frentes de varredura investigadas, e promoveu melhorias expressivas nos parâmetros de crescimento das três cepas selecionadas. Cultivos mixotróficos utilizando glicose e ácido acético foram os mais promissores, dentre os pesquisados, para otimizar o cultivo de Chlorella spp. Glicose foi selecionada para compor o meio base dos cultivos mixotróficos, que foram otimizados por delineamento composto central rotacional (DCCR) e análises de superfície de resposta com os fatores luz e temperatura. Na etapa 3, as condições otimizadas do cultivo mixotrófico, determinadas pelos modelos preditivos, foram simuladas em fotobiorreatores aerados de 8L. Eles aumentaram a produtividade de biomassa da cultura mixotrófica otimizada (VIN01) em 59 vezes (de 8,1 para 482,3 mg L-1 dia-1) e a produtividade de lipídeos em 51 vezes (de 1,4 para 73,2 mg L-1 dia-1), em relação à sua cultura fototrófica. O cultivo otimizado de Chlorella sp. em vinhaça aumentou sua produtividade de biomassa em 19 vezes (de 8,1 para 154,4 mg L-1 dia-1) e lipídeos em 13 vezes (de 1,4 para 18,7 mg L-1 dia-1), em relação à sua cultura fototrófica. Além disso, a microalga assimilou da vinhaça 57,2 mg L-1 de nitrogênio, 13,0 mg L-1 de fósforo, 3030 mg L-1 de DQO (Demanda Química de Oxigênio) e 778 mg L-1 de COT (Carbono Orgânico Total). Desta forma, ficou comprovado que vinhaça pode favorecer o cultivo mixotrófico de Chlorella, que removeu matéria orgânica e minerais do efluente e produziu biomassa com potencial exploração à cadeia produtiva de biodiesel. / Oil-bearing microalgae have biomass and lipid productivities greater than vascular plants and use their biomass as a raw material for biodiesel production has been widely investigated. The idea of engaging oleaginous microalgae cultivation with wastewater treatment is becoming increasingly relevant in order to reduce the production costs of biofuel, to solve environmental problems and to produce biomass with economic value in the biorefineries. Brazilian bioethanol mills generate vinasse as wastewater, which is rich in minerals and organic compounds that might support mixotrophic growth of microalgae. Aiming to answer this question, this research was divided in three phases whose have the following purposes: (1) isolate and select oleaginous Chlorella strains; (2) study and select chemical, physical and trophic factors to optimize biomass and lipids productivities of selected strains; (3) bring vinasse suitable to cultivation of oleaginous Chlorella intending to biomass productivity and nutrient removal. Microalgae growth was monitored by optical density measurements (683 nm) previously calibrated with total solids. The growth curves and growth parameters (amplitude, doubling time and maximum specific growth rate) were calculated from the Gompertz mathematical model. It was monitored neutral lipids storage (by fluorescence and cellular extraction), nutrients assimilation, chlorophyll a, and biomass and lipids productivities were evaluated. In the phase 1, heterotrophic cultivation (5 g L-1 glucose) promoted synthesis and storage of neutral lipids and high fluorescence measurements among three Chlorella strains (VIN01, C203 and FAZ5-10) whose were selected to optimization of their cultures. In the phase 2, trofic factors improved significantly the growth parameters of the strains studied. Among factors investigated, mixotrophic cultures with glucose and acetic acid were the most promising organic compounds to optimize Chlorella cultures. Central composite design (CCD) and response surface analyses with factors light and temperature were carried out to optimize mixotrophic cultures (glucose). In the phase 3, optimal mixotrophic culture conditions were defined and reproduced in aerated photobioreactors (8 L). Optimal conditions increased the biomass productivity of mixotrophic culture (VIN01) by 59-fold (from 8,1 to 482,3 mg L-1 day-1) and lipid productivity by 51-fold (from 1,4 to 73,2 mg L-1 day-1) regarding the phototrophic culture (VIN01). Optimal conditions in vinasse increased the biomass productivity by 19-fold (from 8,1 to 154,4 mg L-1 day-1) and lipid productivity by 13-fold (from 1,4 to 18,7 mg L-1 day-1) regarding to photrophic culture. Moreover, the microalga assimilated from vinasse 57,2 mg L-1 of nitrogen, 13,0 mg L-1 of phosphorus, 3030 mg L-1 of QOD and 778 mg L -1 of TOC. Therefore, it was proved that vinasse enhanced mixotrophic culture of Chlorella, which removed organic matter and minerals from wastewater and produced biomass with potential commercial exploitation for biodiesel production.

A possibilidade de se utilizar os resíduos agroindustriais para fins que agreguem valor a sua cadeia produtiva pode ser um fator determinante para a viabilidade econômica e industrial da atividade. Portanto, neste trabalho foi avaliado a composição química do resíduo da Batata doce (RDB) antes e após a fermentação visando identificar suas potencialidades de uso e os aspectos poluentes. Com base na composição química do RBD conclui-se que trata-se de um resíduo sólido que não pode ser lançado diretamente em corpos hídricos mas que possui potencialidades para fertirrigação com o uso in natura e pode ser classificado como fonte de alimento concentrado proteico rico macro e micro minerais, havendo, no entanto, a necessidade de secagem para que este seja utilizado na alimentação animal / The possibility of using agro-industrial waste for purposes that add value to your supply chain can be a determining factor in the economic and industrial viability of the activity. Therefore, this study evaluated the chemical composition before and after fermentation of sweet potato residue (SPR) to identify their potential use and polluting potential. Based on the chemical composition of the SPR, we conclude that it is a solid residue which can not be released directly into water bodies but has the potential to fertigation when used fresh (in natura) and can be consider as a source of protein and macro and micro minerals, having, however, to be drying before utilization on animal feed plans.

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito de diferentes ambientes e densidades de semeadura em três cultivares de soja. Foram realizados cinco ensaios de competição no ano agrícola 2012/2013, sendo três no Campus Universitário de Gurupi - TO (Gurupi I - 05/12/2012, Gurupi II - 20/12/2012 e Gurupi III - 07/01/2013) (280 m de altitude, 11°43’ S, e 49°04’ W) e dois no Campus Universitário de Palmas - TO (Palmas I - 28/11/2012 e Palmas II - 15/12/2012) (220m de altitude, 10o45' S e 47o14' W). O delineamento experimental utilizado em cada ensaio foi o de blocos casualizados, com nove tratamentos e três repetições. Os tratamentos foram dispostos em um esquema fatorial 3x3, constituído por três cultivares (P98Y70, M8766RR e M9144RR) e três densidades de semeaduras (6, 10 e 14 plantas por metro linear). Foram avaliadas as seguintes características: produtividade de grãos (kg ha-1), teor de óleo (%) e rendimento de óleo (kg ha-1). As análises estatísticas foram realizadas com o auxílio do programa SISVAR. Com base nos resultados observa-se que os plantios fora da época tradicional de cultivo afetam negativamente todas as características estudadas. As maiores densidades são as mais favoráveis para rendimento de óleo, mas com nenhum efeito na produtividade de grãos e teor de óleo. As cultivares M9144RR e M8766RR apresentam características favoráveis para a produção de Biodiesel. / The objective of this study was to evaluate the effect of different environments and plant densities in three soybean cultivars. Were performed five competition assays in the agricultural year 2012/2013, three in University Campus of Gurupi - TO (Gurupi I - 05/12/2012, Gurupi II - 20/12/2012 e Gurupi III - 07/01/2013) (280 m de altitude, 11°43’ S, e 49°04’ W) and two in the University Campus of Palmas - TO (Palmas I - 28/11/2012 e Palmas II - 15/12/2012) (220m de altitude, 10o45' S e 47o14' W). The experimental design utilized was a randomized blocks, with nine treatments and three replications. The treatments were disposed in a 3x3 factorial, constituted for three cultivars (P98Y70, M8766RR e M9144RR) and three planting densities (6, 10 and 14 plants per linear meter). Were evaluated the characteristics: grain yield (kg ha-1), Oil content (%) and oil yield (kg ha-1). Statistical analyzes were performed with the aid of SISVAR program. Based on the results it is observed that plantations outside the traditional growing season adversely affects all studied characteristics. The highest densities are the most favorable for oil yield, but with no effect on grain yield and oil content. The M9144RR and M8766RR cultivars exhibit favorable characteristics for the production of Biodiesel.

O presente estudo pretende estabelecer uma discussão em torno de um projeto de inovação territorial coletiva e sua contribuição para o desencadeamento de processos de desenvolvimento local. Compreende-se que à medida que os atores locais desempenham essa coletividade, buscando uma relação com as demais escalas de gestão e poder, instituindo uma densidade institucional, seja possível gerar processos de desenvolvimento local de modo a atender as demandas e necessidades dos atores locais e do ambiente o qual se inserem. Da mesma forma, considera-se essencial a preocupação destes atores com inovação dos territórios de maneira coletiva, ou seja, a busca grupal por inovações quanto à gestão de cada local, tendo por base potencialidades de cada região, para o efetivo desenvolvimento da sociedade. Busca-se demonstrar tais pressupostos a partir de um projeto elaborado por um grupo de agricultores do município de Cândido Godói, com objetivo de implantar uma usina produtora de etanol, utilizando como matéria-prima os cerais produzidos no município. Além de ser uma experiência inovadora, percebe-se uma relativa harmonia e uma considerável interação entre atores locais. Essa variável tem proporcionado aos atores locais, um relativo protagonismo para o desencadeamento de ações que visem o desenvolvimento local, reforçando as relações de poder destes atores em seu território, otimizando recursos renováveis disponíveis no ambiente. / 94 f.

Made available in DSpace on 2017-07-21T14:32:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Simone Gomes.pdf: 2006569 bytes, checksum: 26d7655af3d07495e23fe51c50863feb (MD5) Previous issue date: 2014-02-25 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A major challenge, present in most Brazilian cities, it is the sustainable management of municipal solid waste (MSW). The final disposal of this waste, the way they are, i.e., without undergoing any form of treatment, brings a lot of problems, not just environmental but also social and mainly economic, because occurs loss of feedstock and also waste of the energy on this residues. One way to reuse this energy and reducing environmental impacts is the treatment of solid waste using the technology of controlled incineration with energy recovery. In this study was evaluated the energy potential of MSW of the Ponta Grossa/PR city from the incineration technology, being performed for that, two collections, the first producing a pattern residue and the second held at the municipal landfill. The dependent variables analyzed were the gravimetric characterization, proximate analysis and heating value. The gravimetric waste characterization of the second collection showed values close to the national average for recyclable waste (30% and 31.9%, respectively), values below the national average for organic matter and above for the tailings. In the immediate analysis, the content of fixed carbon was 0.03 to 0.09 kg kg-1, the volatile material of the samples of second collection ranged from 0.75 to 0.81 kg kg-1. And from the higher heating value of waste from both collections, 18,313 kJ kg-1 and 19,807 kJ kg-1, was estimated energy recovery. The electrical energy from MSW, in the current state, of the first collection would supply 51,534 homes in the city and the second collection, 55,500 residences. Considering the ideal scenario, with 100% of recycling, the energy recovered would still significant (18,199,095 MJ month-1), allowing the supply of 30,997 homes, 28% of the total households of Ponta Grossa. / Um grande desafio, presente na maior parte dos municípios brasileiros, é a gestão sustentável dos resíduos sólidos domiciliares (RSD). A disposição final destes resíduos da forma como se apresentam, ou seja, sem passar por nenhuma forma de tratamento, traz inúmeros problemas, não só ambientais, mas também sociais e principalmente econômicos, pois ocorre desperdício de matéria-prima e também da energia contida nestes resíduos. Uma forma de reaproveitamento desta energia e de redução dos impactos ambientais é o tratamento dos resíduos sólidos utilizando a tecnologia de incineração controlada com aproveitamento energético. Neste estudo foi avaliado o potencial energético dos RSD do município de Ponta Grossa/PR a partir da tecnologia de incineração, sendo realizado para isso, duas coletas, a primeira produzindo um resíduo padrão e a segunda realizada no aterro do município. As variáveis dependentes analisadas foram a composição gravimétrica, análise imediata e o poder calorífico. A caracterização gravimétrica dos resíduos da segunda coleta apresentaram valores próximos da média nacional para os resíduos recicláveis (30% e 31,9%, respectivamente), valores abaixo da média nacional para a matéria orgânica e acima para os rejeitos. Na análise imediata, os conteúdos de carbono fixo foram de 0,03 a 0,09 kg kg-1, o de materiais voláteis das amostras da segunda coleta variaram de 0,75 a 0,81 kg kg-1 e o de cinzas de 0,10 a 0,18 kg kg-1. A partir do poder calorífico superior dos resíduos de ambas as coletas, 18.313 kJ kg-1 e 19.807 kJ kg-1, foi estimado a recuperação energética. A energia elétrica proveniente dos RSD, no estado atual, provenientes da primeira coleta abasteceria 51.134 residências do município e da segunda coleta, 55.500 residências. Considerando o cenário ideal, com 100% de reciclagem, a energia recuperada ainda seria significativa (18.199.095 MJ mês-1), permitindo o abastecimento de 30.997 residências, 28% do total de residências do município de Ponta Grossa.

Este estudo realizou um levantamento de campo junto ao projeto desenvolvido pela cooperativas de agricultores familiares Cooperbio em Caiçara-RS para avaliar os parâmetros técnico-econômicos e da sustentabilidade de produção do etanol para fins energéticos, associado á produção de alimentos a partir da agricultura familiar. Através de convênio assinado com a Petrobras foi implantado neste município uma microdestilarias para produção de álcool e outros derivados da cana-de-açúcar, com aproveitamento dos resíduos, principalmente o bagaço de cana para o reforço da alimentação de vacas leiteiras, possibilitando assim a produção de leite, como forma de diversificar a atividade rural e aumento da renda das famílias. Através de um levantamento sistemático da forma de organização social da comunidade e do sistema produtivo vigente, traçou-se perfil socioeconômico e avaliaram-se os fluxos energéticos e econômicos que atravessam o sistema de produção implantado na comunidade. A análise dos aspectos ambientais e da sustentabilidade foi realizada utilizando a metodologia de análise emergética, que avalia todas as contribuições em termos de materiais, energias e serviços recebidas pelo sistema, inclusive pelas fontes naturais como o sol. As análises mostraram que do ponto de vista técnico o sistema de produção precisa de melhorias, tanto no processo de produção do álcool quanto na produtividade da matéria prima. Como benefício às famílias camponesas o sistema de produção associado de álcool e alimentos mostrou-se ser uma alternativa para a diversificação de opções de produção e do ponto de vista ambiental e de sustentabilidade a avaliação emergéticos indicaram índices compatíveis com a sustentabilidade do sistema. / The study conducted as a field survey together with the project developed by family cooperative farmers, Cooperbio (in the municipality of Caiçara-RS) aims to assess the techno-economical and sustainability of ethanol production for energy purpose, associated with food production by family farmers. Through the agreement signed with Petrobras, micro distilleries were implemented in this municipality for alcohol production and other derivatives of sugar cane, which residues were used to enhance dairy cow feeding. Thus make it possible to increase milk production, improving household income. Through a systematic survey, the social organization of the community and the current production system, the socio economic profile was drawn and could evaluate the economic and energy flow that goes through production system deployed by the community. The analysis of the environmental sustainability was achieved through Emergy analysis which assesses all contribution of materials, energy and services received by the system including natural sources like the sun. Based on a technical assessment, the analysis showed that production system and processes of ethanol, as well as the raw material, needs improvement. The analysis showed that both alcohol and food production has to be an alternative for production diversification. Emergetic analysis has shown positive index even for an environmental and sustainability point-of-view.

Concerns about global warming and climate change have triggered a growing demand for renewable energy. In this scenario, the interest in using sugarcane straw as raw material for energy production has increased. However, straw plays an important role in maintaining soil quality. In addition, uncertainties as to produced straw amount and the straw removal impact on the stalk yield have raised doubts as to the use this raw material. In this sense, the objective this study was evaluate the short-term (2-year) the sugarcane straw removal impacts on soil and yield modeling of sugarcane stalk and straw, using soil attributes of different layers. Two experiments were carried out in São Paulo state, Brazil: one at Capivari (sandy clay loam soil) and another at Valparaíso (sandy loam soil). We have tested five rates of straw removal (i.e., equivalent to 0, 25, 50, 75 and 100 %). Soil samples were taken from 0-2.5, 2.5-5, 5-10, 10-20 and 20-30 cm layers to analyze pH, total C and N, P, K, Ca, Mg, bulk density and soil penetration resistance. Plant samples were collected to determine the straw and stalk yield. The impacts caused by straw removal differed between the areas, however, they concentrated on the more soil superficial layer. In sandy clay loam soil, straw removal led to organic carbon depletion and soil compaction, while in the sandy loam soil the chemical attributes (i.e. Ca and Mg contents) were the most impacted. In general, the results suggest that straw removal causes reduction more significant in soil quality for the sandy clay loam soil. The results indicate the possibility to remove about half-straw amount deposited on soil\'s surface (8.7 Mg ha-1 straw remaining) without causing severe implications on the quality of this soil. In contrast, although any amount of straw was sufficient to cause alterations the quality of the sandy loam soil, these impacts were less intense and are not magnified with the increase of straw removal. It was possible to model sugarcane straw and stalk yield using soil attributes. The 0-20 cm layer was the most important layer in the stalk yield definition, whereas the 0-5 cm layer, which the impacts caused by the straw removal were concentrated, was less important. Thus, we noticed that impacts caused to soil by straw removal have little influence on crop productivity. Straw prediction has proved more complex and possibly requires additional information (e.g crop and climate information) for good results to be obtained. Overall, the results suggest that the planned removal of straw for energy purposes can occur in a sustainable way, but should take into account site conditions, e.g soil properties. However, long-term research with different approaches is still necessary, both to follow up and confirm our results, and to develop ways to reduce damage caused by this activity. / Preocupações acerca do aquecimento global e mudanças climáticas tem provocado uma crescente demanda por energias renováveis. Nesse cenário, tem aumentado o interesse em utilizar a palha de cana-de-açúcar como matéria prima para produção de energia. Contudo, a palha desempenha importante papel na manutenção da qualidade do solo. Aliado a isso, incertezas quanto a quantidade de palha produzida e o impacto da remoção da palha na produção de colmos tem levantado duvidas quanto ao uso dessa matéria prima. Nesse sentido, o objetivo desse estudo foi avaliar a curto prazo (2 anos) os impactos da remoção da palha de cana-de-açucar no solo, e modelar a produção de palha e colmo de cana-de-açucar utilizando atributos do solo de diferentes camadas. Para tanto, foram conduzidos dois experimentos nos municípios de Capivari (solo de textura média) e Valparaíso (solo de textura arenosa), estado de São Paulo, Brasil. Foram testados cinco taxas de remoção de palha (i.e., equivalentes a 0, 25, 50, 75 e 100 %). Amostras de solo foram coletadas nas camadas 0-2,5, 2,5-5, 5-10, 10-20 e 20-30 cm de profundidade para determinação de C, N, pH, P, K, Ca, Mg, densidade do solo e resistência do solo a penetração. Amostras de planta foram coletadas para determinar a produção de colmo e palha. Os impactos causados pela remoção da palha diferiu entre as áreas, no entato, se concentraram na camada mais superficial do solo. No solo de textura média a remoção da palha levou a depleção do carbono orgânico e a compactação do solo, enquanto que, no solo de textura arenosa os atributos químicos (i.e teores de Ca e Mg) foram os mais impactados. Os resultados indicam a possibilidade de remover cerca de metade da quantidade de palha depositada sobre o solo (8.7 Mg ha-1 palha remanecente) sem causar graves implicações na qualidade deste solo. Em contraste, no solo de textura arenosa, qualquer quantidade de palha foi suficiente para causar alterações na qualidade do solo, contudo, essas alterações foram menos intensas e não aumentaram com as taxas de remoção da palha. Foi possível modelar a produção de colmo e palha de cana-de-açucar utilizando atributos do solo. A camada 0-20 cm foi a mais importante na definição da produção de colmos, ao passo que a camada 0-5 cm, camada em que se concentra os impactos causados pela remoção da palha, foi menos importante. Assim, notamos que os impactos causados ao solo pela remoção da palha tem pouca influencia na produtividade da cultura. A predição da palha se mostrou mais complexa e possivelmente requer informações adicionas (e.g informações da cultivar e de clima) para que bons resultados sejam obtidos. No geral, os resultados sugerem que a remoção planejada da palha para fins energéticos pode ocorre de maneira susutentável, porém deve levar em conta condições locais, e.g propriedades do solo. Contudo, pesquisas de longo prazo com diferentes abordagens ainda são necessárias, tanto para acompanhar e confirmar nossos resultados, como para desenvolver soluções que atenuem os danos causados por esta atividade.

Uma das desvantagens dos bio-óleos precursores do biodiesel é a alta carga de compostos oxigenados que diminuem seu poder de combustão, reduzindo sua eficiência e inviabilizando seu uso em larga escala. Nesse contexto, o processo de hidrodesoxigenação (HDO) é relevante, dado que elimina esses compostos através de uma reação catalítica e, portanto, aumenta o poder calorífico do combustível. Neste trabalho, estudou-se a HDO do guaiacol (2-metoxifenol) como composto modelo dos bio-óleos derivados da biomassa e avaliou-se o desempenho de catalisadores de Ni e Mo no processo. Estudou-se a performance de um catalisador suportado em SBA-15 - um material mesoporoso de sílica de alta área superficial - em comparação a de um catalisador tradicional suportado em gama-alumina. Para tal, utilizou-se um sistema contínuo em fase gasosa e reator de leito fixo. Utilizaram-se técnicas de caracterização de catalisadores, como adsorção de N2, MEV, MET, DRX, TPR-H2, FTIR, TPO-O2, Raman e TGA. Através das análises DRX e MET, comprovou-se que se formaram partículas de NiO e MoO3 de menor tamanho e mais dispersas no caso do catalisador de SBA-15, devido à menor interação com o suporte e maior área superficial, o que resultou em um grau de redução de 91,6 % deste catalisador, em comparação a 73,4 % do outro, analisados por TPR-H2. Os testes catalíticos mostraram que o catalisador de NiMo/SBA-15 supera o de alumina em termos de conversão no intervalo de 200 a 300 °C, com ciclohexeno e ciclohexano como principais produtos, em face à maior seletividade a catecol e fenol no NiMo/?-Al2O3. A 300 °C, o catalisador suportado em sílica alcançou taxas de 66,5 % para a HDO e 35,3 % HDA (hidrodesaromatização), enquanto o de alumina obteve somente 30,8 e 2,7 %, respectivamente. Finalmente, comprovou-se que o SBA-15 teve uma taxa de desativação por coque de 1,14 mgcoque gcat-1 h-1, 31 % menor que a taxa do catalisador de alumina, cujos depósitos foram de carbono grafítico bem estruturado e irreversível. Em vista dos resultados obtidos, esta dissertação apresenta as rotas e mecanismos de reação do guaiacol nos catalisadores estudados, conhecimento que é relevante para o desenvolvimento e aprimoramento de futuros catalisadores da HDO. / A key disadvantage of the bio-oils precursors of biodiesel is the high load of oxygenated compounds that reduce their heat of combustion, dropping their efficiency and making them unfeasible on a large scale. In light of that, the hydrodeoxygenation process (HDO) is relevant, since it eliminates these compounds through a catalytic reaction, thus increasing the calorific value of the fuel. In this work, the HDO of guaiacol (2-methoxyphenol) as a model compound of the bio-oils derived from biomass was studied and the performance of Ni-Mo catalysts was evaluated. A catalyst supported on SBA-15 - a high surface area mesoporous silica material - was compared to a traditional gamma-alumina-supported catalyst. For this purpose, a continuous gas phase setup with fixed bed reactor was employed. The catalysts properties were identified by N2 adsorption, SEM, TEM, XRD, H2-TPR, FTIR, O2-TPO, Raman and TGA techniques. Through XRD and TEM, it was verified that smaller and more dispersed NiO and MoO3 particles were formed in the case of the SBA-15 catalyst, due to the lower interaction with the support and the greater surface area, which resulted in a degree of reduction of 91.6% for this catalyst, as opposed to 73.4% for the other one, both analyzed by H2-TPR. The catalytic tests showed that the NiMo/SBA-15 outperforms the alumina catalyst in terms of conversion in the range of 200 to 300 °C, with cyclohexene and cyclohexane as main products, in contrast with major selectivity to catechol and phenol on NiMo/?-Al2O3. At 300 °C, the silica-supported catalyst achieved rates of 66.5% for HDO and 35.3% for HDA (hydrodearomatization), whereas alumina reached only 30.8 and 2.7%, respectively. Finally, it was shown that the SBA-15 catalyst had a coke deactivation rate of 1.14 mgcoke gcat-1 h-1, 31% lower than the alumina catalyst, whose coke deposits consisted of well-structured irreversible graphitic carbon. In view of the results, this dissertation proposes the routes and reaction mechanisms of guaiacol on the studied catalysts, knowledge that is pertinent for the development and improvement of future HDO catalysts.

Por meio das redes de colaboração para Pesquisa e Desenvolvimento (P&D), as organizações acessam e mobilizam novas fontes de recursos, que recombinados com os recursos e capacidades internas, alavancam os resultados de inovação. No âmbito da análise das redes de colaboração para inovação, duas perspectivas são relevantes, as características estruturais das redes e a posição dos ocupada pelos atores nessas redes, pois ambos afetam o fluxo e a acessibilidade dos recursos na rede, impactando no desempenho inovador, individual e coletivo. Nesta perspectiva, o objetivo deste trabalho é analisar as características estruturais, das redes de cooperação formadas para o desenvolvimento de tecnologias disruptivas, que resultaram em proteção patentária, em seis áreas tecnológicas relacionadas a biocombustíveis, e identificar os atores centrais dessas redes, sob a perspectiva de relacionamentos diretos e indiretos, por meio da aplicação da Análise de Redes Sociais (ARS). A pesquisa utiliza informações sobre famílias de patentes (INPADOC) em cotitularidade, depositadas no período de 1994-2014, classificadas como tecnologias de biocombustíveis, de acordo com o IPC-Green Inventory. Os metadados foram coletados na plataforma Thomson Innovation e submetidos a processo de padronização dos nomes das organizações para eliminar ambiguidades. Os resultados identificam os maiores desenvolvedores de tecnologias nas áreas de (biodiesel, bioetanol, biogás, óleos vegetais, biocombustíveis sólidos e biocombustíveis de organismos geneticamente modificados - OGM), e constata que uma pequena parcela das tecnologias são desenvolvidas em colaboração. Após a descrição e comparação das redes de colaboração para P&D&I constatou-se a existência de complexos arranjos relacionais, embora sejam altamente fragmentadas. Verificou-se a existência de parcerias internacionais em algumas áreas, entre elas a biodiesel, bioetanol e bicombustíveis OGM, embora a maioria das parcerias sejam estabelecidas com parceiros locais. Com a identificação dos atores centrais em cada uma das redes, observou-se que em algumas delas bioetanol e biocombustíveis OGM, os Centros de P&D e Universidades, exercem papel de destaque, posicionados como atores indutores das redes. / Through collaboration networks in Research and Development (R&D), organizations access and mobilize new sources of resources, which in combination with their internal properties and capacities, can leverage the innovation results. In collaboration networks analysis for innovation, two perspectives are relevant, the network\'s structural characteristics and the position occupied by the actors within these networks, since both affect the flow and accessibility of the resources in the network, impacting the innovative as well as individual and collective performance. Following this perspective, the objective of this study is to analyze the structural characteristics of the cooperation networks created for the development of disruptive technologies which resulted in patent protection in six technological areas related to biofuels. In addition, the study aims to identify the central actors of these networks, from the perspective of direct and indirect relationships using Social Network Analysis (SNA). The research is based on information of patent families (INPADOC) related to biofuel according to the IPC-Green Inventory and applied as co-ownership during the period 1994 to 2014. The metadata was collected using Thomson Innovation platform and submitted to the standardization of organizations names to eliminate ambiguities. The results identify the largest developers of technologies in the areas of biodiesel, bioethanol, biogas, vegetable oils, solid biofuels and biofuels from genetically modified organisms (GMOs), evidencing only few technologies that are developed in collaboration. After descriptive and comparison analysis of the collaboration networks for R&D&I for all the areas, it was noted the existence of complex relational arrangements among actors, although highly fragmented. It was possible to verify the existence of international partnerships in some areas, including biodiesel, bioethanol and GMO biofuels, although most partnerships are established with local partners. Through identification of the central actors in each networks, it was observed that in some of them such as bioethanol and GMO biofuels, the R&D Centers and Universities play a prominent role, positioned as inductors of the networks.