Made available in DSpace on 2017-07-10T19:23:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Izabela Regina Costa _Araujo.pdf: 2798947 bytes, checksum: 10a0bad3f765462b54bb964dd971203c (MD5) Previous issue date: 2015-02-19 / Researches have shown that among several ways of treating cassava starch wastewater, anaerobic process has been considered a simple and economical option that combines the high content of organic matter conversion to biogas production. On the other hand, biogas is a potential energy resource that can be used to supply part of the energy demands from industrial plants. Thus, this trial aimed at evaluating an anaerobic reactor with fixed bed up-flow, regarding the removal of organic load in wastewater from cassava starch extraction as well as biogas production. So, volumetric organic loads (VOC) of 2.5; 5.0; 8.0 and 10.0 g.L-1.d-1 were tested in a 2.82 L volume reactor. A support medium of polypropylene rings filled with polyurethane foam was used. The monitored parameters regarding the reactor effluent were: pH, volatile acidity (VA), total alkalinity (TA), VA/TA ratio, total solid concentrations (TS), volatile solids (VS), total suspended solids (TSS), volatile suspended solids (VSS), total chemical oxygen demand (TCOD), soluble chemical oxygen demand (SCOD) and organic acids. The reactor performance was tested in relation to removals of solids, organic load, as well as biogas and methane production. As the most important results, it was observed that the reactor remained constant concerning pH, total removal of VSS and removals of TCOD and SCOD. While, there were also lactic, butyric, propionic and acetic acids in the studied effluent, although acetic acid was recorded in higher concentrations. Biogas production average was 3.8 L.d-1, the average of specific biogas production was 0.156 L.gCODconsumed-1, but VOC answer was 10.0 g.L-1.d-1, being the greatest results for both of them. Methane percentage in biogas ranged from 66 to 84% and the specific methane production ranged from 0.01 to 0.36 Lg-1. The highest values were obtained in VOC - 2.5 and 10.0 g.L-1d-1, respectively. The removal of medium TS, VS, TSS and VSS were 72, 80, 63 and 92%, respectively. The average removals of TCOD and SCOD were 98.7 and 97.9 respectively, therefore, the highest removal rates were obtained for 10.0 and 2.5 VOC g.L-1.d-1. Thus, it can be concluded from this trial that it is possible to produce biogas with a methane percentage higher than 80% (maximum) and remove the organic loading rate by more than 90% (maximum) according to tested configuration systems with wastewater from cassava starch industry. Furthermore, the highest biogas productions were obtained for the highest VOC, while it was observed a bias on biogas production with VOC increase as well as the specific production of methane. / Dentre as diversas formas existentes de tratar os efluentes da indústria de fécula de mandioca, o processo anaeróbio é considerado uma alternativa simples e econômica, que alia o elevado grau de conversão da matéria orgânica à produção do biogás. O biogás, por sua vez, é um recurso energético potencial que pode ser utilizado para suprir parte das demandas energéticas das unidades industriais. Nesse sentido, estabeleceu-se como objetivo deste trabalho avaliar um reator anaeróbio de leito fixo e fluxo ascendente, em relação à remoção de carga orgânica da água residuária de extração de fécula de mandioca e à produção de biogás. Para isso, foram testadas as cargas orgânicas volumétricas (COV) de 2,5, 5,0, 8,0 e 10,0 g.L -1.d-1 em um reator de 2,82 L de volume útil. Utilizou-se meio suporte de anéis de polipropileno preenchidos com espuma de poliuretano. Os parâmetros monitorados no efluente do reator foram o pH, acidez volátil (AV), alcalinidade total (AT), razão AV/AT, concentrações de sólidos totais (ST), sólidos voláteis (SV), sólidos suspensos totais (SST), sólidos suspensos voláteis (SSV), demanda química por oxigênio total (DQOT) e demanda química por oxigênio solúvel (DQOS) e de ácidos orgânicos. A eficiência do reator foi avaliada em relação às remoções de sólidos e carga orgânica e à produção de biogás e de metano. Como principais resultados, observou-se que o reator manteve-se estável em relação aos parâmetros pH, remoção de SSV e remoções de DQOT e DQOS. Observou-se a presença de ácido lático, butírico, propiônico e acético no efluente, sendo o ácido acético em maiores concentrações. A produção média de biogás foi de 3,8 L.d-1 e a média da produção específica de biogás foi de 0,156 L.g-1DQOconsumida, sendo que, para ambos os maiores resultados foram obtidos para a COV 10,0 g.L-1.d-1. O percentual de metano no biogás variou de 66 a 84% e a produção específica de metano de 0,01 até 0,36 L.g-1 e os maiores valores foram obtidos nas COV 2,5 e 10,0 g.L-1.d-1, respectivamente. As remoções médias de ST, SV, SST e SSV foram de 72, 80, 63 e 92 %, respectivamente. As remoções médias de DQOT e DQOS foram de 98,7 e 97,9, respectivamente e as taxas de remoção mais altas foram obtidos para as COV 10,0 e 2,5 g.L-1.d-1 . Desta forma, conclui-se que é possível produzir biogás com percentuais de metano superiores a 80% (máximo) e remover a carga orgânica em mais de 90% (máximo), em sistemas com a configuração testada, utilizando água residuária de indústria de fécula de mandioca. Além disso, verificou-se que as maiores produções de biogás foram obtidas para as COV maiores e a tendência de aumento da produção de biogás com o aumento da COV, assim como a produção específica de metano.

O Brasil é o segundo maior produtor de etanol do mundo. Na safra 2015/16, foram produzidos 30,4 bilhões de litros. Na produção de etanol realizada no Brasil é gerado grande volume de vinhaça, cerca de 10 a 13 litros desse resíduo por litro de etanol produzido. Isso significa uma produção anual de cerca de 300 bilhões de litros desse material residual. Em função disso e do risco de contaminação ambiental por esse material, há necessidade de reduzir o volume desse resíduo. Com isso minimizar o custo com a gestão desse passivo ambiental. Isso pode ser feito mediante a concentração da vinhaça. Além disso, o mercado de energia elétrica tem se apresentado com uma boa oportunidade para o setor sucroenergético. Por esses motivos, o objetivo deste projeto foi a produção de metano a partir do uso de vinhaça concentrada. Para tal, a vinhaça concentrada foi obtida em uma usina no Estado de São Paulo que utiliza concentrador de vinhaça de múltiplos efeitos. Utilizaram-se dois reatores (R1 e R2) do tipo UASB (reator anaeróbio de fluxo ascendente e manta de lodo) com capacidade para 50 L e volume reacional de 34,5 L cada. Os reatores foram operados à 38 ºC, com tempo de detenção hidráulica de 24 horas por 103 dias. O reator R1 recebeu cargas orgânicas volumétricas (COV) crescentes durante 9 fases (3,94; 3,5; 3,89; 4,66; 4,94; 5,33; 5,66; 6,08; 6,38 e 8,96 g DQO (L d)-1), com DQO afluente variando de 23.927 mg L-1 a 44.060 mgL-1. O reator R2 operou como tratamento controle, com COV variando entre 3,83 e 4,32 g DQO (L d)-1. A avaliação do processo de biodigestão anaeróbia foi realizada com base na produção de biogás, eficiência de remoção de DQO, pH, alcalinidade, concentração de ácidos voláteis totais (AVT), concentração de sólidos no lodo e atividade metanogênicas específica do lodo (AME). R1 mostrou-se mais eficiente, com pH e alcalinidade dentro da faixa ideal e efluente com menor concentração de AVT. O desempenho do processo mostrouse estável, atingindo eficiência máxima de remoção de DQO de 90% em R1. A maior produção volumétrica de biogás ocorreu concomitantemente com a maior produção específica de biogás, quando a DQO afluente foi de 42.003 mg L-1, a produção volumétrica de biogás foi de 135,24 L dia-1, e a produção de biogás em relação a DQO removida foi de 0,362 LbiogásgDQOremov-1. No fim do experimento, a AME de R1 foi de 1,19 gDQOCH4 gSTV.d-1, 40% superior a R2, que teve 0,85 gDQOCH4 gSTV.d-1. A alta eficiência de remoção de matéria orgânica e produção de biogás no reator alimentado com alta concentração de DQO foi obtida através da adaptação gradual do consórcio microbiano. / Brazil is the second largest producer of ethanol in the world. In the 2015/16 crop, 30.4 billion liters were produced. In Brazil\'s ethanol production, a large volume of vinasse is generated, about 10 to 13 liters of this residue per liter of ethanol produced. This means an annual output of about 300 billion liters of this waste material. Because of this and the risk of environmental contamination by this material, there is a need to reduce the volume of this waste. This will minimize the cost of managing this environmental liability. This can be done by concentrating the vinasse. In addition, the electricity market has presented itself with a good opportunity for the sugar-energy sector. For these reasons, the objective of this study was to produce methane from concentrated vinasse. For this purpose, concentrated vinasse was obtained from a mill that uses a multi-purpose vinasse concentrator in São Paulo State. Two reactors (R1 and R2) of UASB type (up-flow anaerobic sludge blanket) with capacity for 50 L and reactional volume of 34.5 L each one. The reactors were operated at 38 °C, with hydraulic retention time of 24 hours for 103 days. The reactor R1 received increasing organic load rate (OLR) during 9 phases (3.94, 3.5, 3.89, 4.66, 4.94, 5.33, 5.66, 6.08, 6.38 And 8.96 g COD (L d)-1), with affluent COD ranging from 23,927 mg L-1 to 44,060 mg L-1. The R2 reactor was operated as a control treatment, with OLR ranging from 3.83 to 4.32 g COD (L d)-1. The evaluation of the anaerobic biodigestion process was carried out based on biogas production, COD removal efficiency, pH, alkalinity, total volatile acid concentration (TVA), sludge solids concentration and sludge specific methanogenic activity (SMA). R1 showed to be more efficient, with pH and alkalinity within the ideal range and effluent with lower concentration of TVA. The process performance was stable, achieving maximum COD removal efficiency of 90% in R1. The higher volume of biogas production occurred concurrently with the higher specific biogas production, when the COD was 42.003 mg L-1, the volumetric biogas production was 135.24 L day-1, and the biogas production in relation to removed COD was 0.362 Lbiogas gCODremoved -1. At the end of the experiment, the SMA of R1 was 1.19 gCODCH4 gTVS.day-1, 40% higher than R2, which had 0.85 gCODCH4 gTVS.day-1. The high efficiency of organic matter removal and biogas production in the reactor fed with high COD concentration was obtained through the gradual adaptation of the microbial consortium.

Embora algumas estratégias alimentares tenham sido propostas para diminuir a emissão de metano (CH4) provenientes de ruminantes, poucas têm mostrado diminuição persistente, principalmente in vivo. O objetivo do presente estudo foi avaliar o uso de diferentes níveis de taninos como aditivo alimentar para ruminantes como mitigador das emissões de CH4 ruminal e dos dejetos. Utilizou-se o delineamento experimental quadrado latino 4x4 duplicado (4 períodos de 28 dias cada), em arranjo fatorial 2x4, sendo testados dois grupos distintos de bovinos (taurinos ou zebuínos) e quatro níveis de inclusão de taninos (extrato comercial de Acacia mearnsii, contendo 82,3% de taninos totais - equivalente em ácido tânico e 32,3% de taninos condensados - equivalente em leucocianidina) na dieta (0; 0,5; 1,0 e 1,5% da MS da dieta). Para avaliar a produção de CH4 dos dejetos utilizaram-se biodigestores anaeróbios experimentais do tipo batelada, em delineamento inteiramente casualizado. Os níveis utilizados do aditivo promoveram mudanças no comportamento de ruminação dos animais e apesar de causarem redução linear da digestibilidade dos nutrientes, mantiveram o equilíbrio entre a síntese e consumo de N-NH3 ruminal, reduziram linearmente a síntese de proteína microbiana e a produção de CH4 ruminal sem, contudo, reduzir a eficiência microbiana e a produção de ácidos graxos de cadeia curta (AGCC), demonstrando que estes taninos interferem diretamente e indiretamente sobre as archeas metanogênicas. Através do modelo Broken-line encontrou-se o limiar de 0,72% de taninos na dieta como ponto de inflexão para iniciar a diminuição da produção de CH4 ruminal. O processo de biodigestão dos dejetos não foi modificado pelo uso dos taninos, no entanto, as velocidades das produções de CH4 e CO2 foram influenciadas pela composição dos dejetos dos diferentes grupos de bovinos avaliados, sendo mais acentuada para os taurinos, podendo ser um fator positivo para redução do tempo de biodigestão. A utilização de extrato de Acacia mearnsii até níveis de 1,5% da MS da dieta demonstrou ser uma opção segura como aditivo alimentar para bovinos de grupos distintos, com potencial para mitigação de CH4 ruminal sem afetar a eficiência de conversão nos processos de tratamento de resíduos, com potencial para minimização dos volumes de dejetos. / Although some dietary strategies have been proposed to reduce the emission of methane (CH4) from ruminants, few have shown persistent decline, mainly in vivo. The objective of the present study was to evaluate the use of different levels of tannins as feed additive for ruminants as a mitigator of ruminal CH4 and waste emissions. A double 4x4 Latin square experimental design (4 periods of 28 days each) was used in a 2x4 factorial arrangement, with two different groups of cattle (taurine or zebu) and four levels of tannins inclusion (commercial extract of Acacia mearnsii, containing 82.3% of total tannins - tannic acid equivalent, 32.3% of condensed tannins - leucocianidine equivalent) in the diet (0, 0.5, 1.0 and 1.5% of dietary DM). To evaluate the CH4 production of the wastes, anaerobic experimental batch biodigesters were used in a completely randomized design. The used additive levels promoted changes in rumination behavior of the animals and, although they caused linear reduction of nutrient digestibility, they maintained the balance between the synthesis and consumption of ruminal NH3-N, linearly reduced protein microbial synthesis and the ruminal CH4 production without, however, reducing the microbial efficiency and the short chain fatty acids production (SCFA), demonstrating that these tannins interfered directly and indirectly on the methanogenic archeas. Through the Broken-line model, the threshold of 0.72% of tannins in the diet was found as inflection point to initiate a decrease in ruminal CH4 production. The biodigestion process of the waste was not modified by the tannins use, however, the velocities of CH4 and CO2 production were influenced by the composition of the different bovines group evaluated, being more accentuated for the taurine, which can be a positive factor to reduce biodigestion time. The use of Acacia mearnsii extract up to 1.5% dietary DM levels proved to be a safe option as a feed additive for cattle of different groups, with potential for rumen CH4 mitigation without affecting conversion efficiency in waste treatment processes, with potential to minimize waste volumes.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2017-05-19T12:13:48Z No. of bitstreams: 1 soraiachafianabackdemoura.pdf: 1039537 bytes, checksum: 6e4756a8c6e322b6ede60724913c6861 (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2017-05-19T14:42:48Z (GMT) No. of bitstreams: 1 soraiachafianabackdemoura.pdf: 1039537 bytes, checksum: 6e4756a8c6e322b6ede60724913c6861 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-19T14:42:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 soraiachafianabackdemoura.pdf: 1039537 bytes, checksum: 6e4756a8c6e322b6ede60724913c6861 (MD5) Previous issue date: 2017-02-24 / Os dejetos animais podem ser utilizados em biodigestores no processo de biodigestão anaeróbia, produzindo biofertilizante e gerando biogás e energia. Pelo fato do processo biológico produzir biogás e biofertilizante é importante identificar a população bacteriana, bem como seu perfil de resistência aos antimicrobianos. O objetivo deste trabalho foi avaliar microbiologicamente a biodigestão anaeróbia, e a resistência a antimicrobianos de bactérias, em biodigestores de escala piloto, alimentados com dejetos de suínos e com dejetos de bovinos, bem como comparar os métodos de identificação bioquímico e molecular. Inicialmente a morfologia dos isolados bacterianos foi confirmada pela coloração de Gram, em seguida as amostras foram identificadas fenotipicamente pelo método semi-automatizado BBL Crystal Identification System® e posteriormente genotipicamente pelo sequenciamento das amostras de rDNA 16S. O perfil de susceptibilidade a antimicrobianos foi determinado pelo método de disco-difusão. Os grupos microbianos encontrados foram os Bacilos Gram Negativos da família Enterobacteriaceae e os cocos Gram positivos, com a prevalência de Escherichia coli e Enterococcus faecium, respectivamente. Quanto a susceptibilidade aos antimicrobianos, para os isolados do gênero Staphylococcus a penicilina foi a droga que apresentou o maior índice de resistência (78,9%), seguida da oxacilina (57,9%), sendo a maioria dos isolados (94,7%) sensíveis à combinação de ampicilinasulbactam e ao levofloxacino (78,9%). Para os isolados do gênero Enterococcus os maiores índices de resistência foram detectados para a rifamicina (48%) e eritromicina (32%), com elevada sensibilidade ao levofloxacino (88%) e à vancomicina (80%). As linhagens de E.coli avaliadas apresentaram uma alta sensibilidade à amicacina (85,7%) e a maior resistência se deu para o antimicrobiano ampicilina (42,8%). A utilização do biofertilizante gerado pela biodigestão de dejetos suínos e bovinos deve ser criteriosa, devido à persistência de espécies potencialmente patogênicas no efluente final, algumas das quais apresentam resistência a antimicrobianos relevantes para o tratamento em humanos e em animais. / Animal waste can be used in the anaerobic biodigestion process producing biofertilizer and generating biogas and energy. Due to the production of biogas and biofertilizer in the biodigestor, it is important to identify its bacterial population as well as the antimicrobial susceptibility profile. The aim of this study was to evaluate the diversity of enterobacteria and of Gram-positive cocci isolated from pilot scale anaerobic biodigestors fed with porcine and bovine fecal matter and to compare biochemical and molecular methods of identification. Initially, the morphology of the bacterial isolates was confirmed by Gram staining, then the samples were identified phenotypically by the semi-automated BBL Crystal Identification System® biochemical kit, and finally genotypically by sequencing rDNA 16S.The antimicrobial susceptibility profile was determined by the disc diffusion method. The microbial groups found were the Gram negative bacilli belonging to the family Enterobacteriaceae and the Gram- positive cocci, with the prevalence of Escherichia coli and Enterococus faecium, respectively. For the Staphylococcus species, the highest resistance rate was detected for penicillin (78,9%) and oxacillin (57,9%), with the great majority (94,7%) susceptible to ampicillin/sulbactam and levofloxacin (78,9%). For the isolates belonging to the genus Enterococcus, the highest resistance ratios were detected for rifamicin (48%) and erythromycin (32%), and with high susceptibility to levofloxacin (88%) and vancomycin (80%). The Escherichia coli strains exhibited high susceptibility to amikacin (85,7%), showing the highest resistance ratio to the antimicrobial ampicillin (42,8%). The use of biofertilizers produced from the biodigestion of swine and bovine fecal matters must be judicious due to the persistence of potentially pathogenic species in the final effluent, some of which show resistance to relevant antimicrobial in the treatment of human and animal infections.

Resumo: A suinocultura atingiu índices elevados de produtividade por meio do emprego de avançadas tecnologias de produção, resultando em maior geração de dejeto líquido suíno (DLS) com grande potencial de contaminação de águas mananciais. O resíduo de hortifruti (RH) é produzido em grandes quantidades nos mercados atacadistas, sendo caracterizado pelo elevado teor de umidade e de compostos orgânicos voláteis, o que causa efeitos negativos nos sistemas tradicionais de destinação dos resíduos sólidos urbanos. A codigestão de dejetos suínos e resíduos orgânicos vem sendo amplamente estudada, com melhorias na degradação dos substratos em digestão e, consequentemente, dos rendimentos de biogás. Assim, neste trabalho, avaliou-se o desempenho da codigestão de dejetos de suínos e crescentes níveis de resíduos de hortifrúti, utilizando-se um delineamento fatorial de experimentos 2³ (3 fatores, 2 níveis) seguido de modelagem matemática para descrever o volume de metano acumulado durante o bioprocesso. Para a realização dos ensaios, foram preparadas misturas de substratos compostas por dejeto líquido suíno e resíduo de hortifruti nas relações 4:1, 2,5:1 e 1:1, as quais foram inoculadas e digeridas em frascos batelada por tempos de retenção hidráulica de 20 a 30 dias e temperaturas de 35 a 45°C. Os maiores rendimentos foram de 455,47 e 442,37 NmL CH4/g SVT e ocorreram nos ensaios com relação DLS:RH de 2,5:1 e 1:1, respectivamente. A relação DLS:RH foi significante para o acúmulo de metano durant... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Swine production reached high levels of productivity through the use of technology, resulting in higher generation of swine manure (SM) with great potential for ground water contamination. Fruit and vegetable waste (FVW) are produced in large quantities in wholesale markets, characterized by high moisture content and volatile organic compounds, causing negative effects in the traditional systems of municipal solid waste disposal. The codigestion of swine manure and organic wastes has been widely explored, with improvements in the degradation of the substrates in digestion and, consequently, of the biogas yields. Thus, in this work, the performance of the codigestion of SM and increasing levels of FVW were evaluated using a factorial design of experiments 2³ (3 factors; 2 levels) followed by mathematical modelling to describe the volume of methane accumulated during the bioprocess. In order to carry out the assays, mixtures of substrates composed of SM and FVW were prepared in the ratios 4:1, 2,5:1 e 1:1, which were inoculated and digested in batches with hydraulic retention times of 20 to 30 days and temperatures of 35 to 45 °C. The maximum yields were 455.47 and 442.37 NmL CH4 / g VS and occurred in assays with 2.5:1 and 1:1 SM:FVW ratios, respectively. The SM:FVW ratio was significant for the accumulation of methane during the process, while the hydraulic retention time was not significant at a 95% confidence level. The temperature was marginally significant, with a higher ... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Submitted by Deyse Queiroz (deysequeirozz@hotmail.com) on 2018-05-28T14:27:42Z No. of bitstreams: 1 DAMIÃO JUNIOR GOMES - DISSERTAÇÃO PPGSA PROFISSIONAL 2014..pdf: 1021631 bytes, checksum: 9d3b509edbbf52efa1db00de496731a6 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-05-28T14:27:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DAMIÃO JUNIOR GOMES - DISSERTAÇÃO PPGSA PROFISSIONAL 2014..pdf: 1021631 bytes, checksum: 9d3b509edbbf52efa1db00de496731a6 (MD5) Previous issue date: 2014-12-19 / Este estudo analisa o comportamento físico químico e microbiológico, referente à mistura de resíduos suínos com e sem adição de meios de cultura descartados, durante o processo de biodigestão anaeróbia, em biorreator tipo batelada. Montaram-se dois biorreatores, para fim de comparação, com capacidade de 50L cada. Os biorreatores foram ativados com a mesma diluição, razão de 1:2 (mistura biomassa/água, em m/m), no entanto, em um deles foi acrescidos 10% (m/m) de meios de culturas usados oriundos de um laboratório microbiológico. O monitoramento destes procedera por 56 dias, sendo coletadas alíquotas dos substratos nos tempos 0, 7, 21, 28, 35, 42, 49 e 56 dias, e submetidos à caracterização físico-química e microbiológica, bem como, verificou-se a influência dos meios de cultura na produção de biogás. Durante o desenvolvimento não se realizou nenhuma suplementação nos biodigestores. Os dados experimentais apontaram que durante o processo da biodegradação anaeróbia dos substratos, o biorreator A (com presença de meios de cultura) desempenhou melhores resultados, em relação ao biorreator B (com ausência de meios de cultura). Como por exemplo, pH’s próximos da alcalinidade, propiciando o desenvolvimento das bactérias metanogênicas, e consequentemente, maior liberação de gases. No que concerne aos valores de concentração de coliformes totais (35 ºC), termotolerantes (45 ºC) e E. coli entre os afluentes e efluentes dos biorreatores, estes foram reduzidos, principalmente no biodigestor A, em que apresentou maior concentração de macronutrientes (NPK). Por fim, pode ser inferido que os resultados foram bastante relevantes, fazendo entender que a introdução de meios de cultura potencializa as reações de biodigestão anaeróbia, favorecendo maior produção de biogás, além de incorporar ao efluente (biofertilizante) maior concentração de nutrientes. / This study analyzes the chemical and physical behavior microbiological, regarding the mixture of swine residues with and without addition of discarded culture means, during the process of anaerobic digestion, in bioreactor boat-load type. Two bioreactors were set up, for comparison end, with capacity of 50L each. The bioreactors were activated with the same dilution, reason of 1 : 2 (it mixes biomass / water, in m/m), however , in one of them was added 10 % (m/m) of means of cultures used originating from of the microbiological laboratory . The monitoring of these it had proceeded for 56 days , being collected brackets of the substrata in the times 0, 7, 21, 28 , 35, 42, 49 and 56 days, and submitted to the physiochemical characterization and microbiological, as well as, the influence of the culture means was verified in the biogas production. During the development it did not take place any supplementation in the digesters. The trial date appeared that during the process of the anaerobic biodegradation of the substrates, the bioreactor (with presence of culture means) it carried October better results, in relation to the bioreactor B (with absence of culture means). For example, close pH 's of the alkalinity , propitiating the development of the methanogenic bacteria , and consequently , larger liberation of gases. In what it concerns to the values of concentration of the total coliforms (35 ° C), thermophilic (45 ° C) and E. coli between the tributaries and effluents of the bioreactors, these were reduced, mainly in the digester, in that It presented larger macronutrient concentration (NPK ). Finally, it can be inferred which the results were quite relevant, making that to understand the introduction of culture means potentiates the reactions of anaerobic digestion , favoring larger biogas production, fouled Incorporating to the effluent (biofertilizer) larger concentration of nutritious.

Submitted by Marilene Donadel (marilene.donadel@unioeste.br) on 2017-08-19T00:05:12Z No. of bitstreams: 1 Guilherme C Princival 2016.pdf: 4575723 bytes, checksum: eec69ee359768c1136173448bd115fa8 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-19T00:05:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Guilherme C Princival 2016.pdf: 4575723 bytes, checksum: eec69ee359768c1136173448bd115fa8 (MD5) Previous issue date: 2016-09-09 / Biogas is known as an alternative source of energy, comprises essentially a mixture of methane gas (CH4) and carbon dioxide (CO2). This study aimed to haracterize the biogas through a computer system (hardware and software), taking into account the two main gas composition, allowing in situ analysis, online and continuously, without human intervention in the process. For this, an experiment was conducted using electronic prototyping platform Arduino, which is fed with data from a sensor that uses non-dispersive infrared spectroscopy technology (NDIR). The results show that the system was efficient, once it is possible to monitor the concentration of CO2 and CH4 through real-time generated graphics. Moreover, it was possible to analyze the internal temperature of the anaerobic reactor through an integrated sensor to the monitoring system, which demonstrates its scalability, a desirable feature in computer systems. It was concluded also that the system detects the first signs of instability in the biodigestion process, allowing acceptable answers to establish countermeasures for its compensation. / O biogás, entendido como uma fonte alternativa de energia, é constituído por uma mistura de gases essencialmente metano (CH4) e por dióxido de carbono (CO2). Esta pesquisa teve como objetivo caracterizar o biogás por meio de um sistema computacional (hardware e software), levando em conta os dois principais gases de sua composição, possibilitando análise in situ, de forma online e contínua, sem a intervenção humana no processo. Para tal, foi desenvolvido um experimento utilizando a plataforma de prototipagem eletrônica Arduino, alimentada com dados de um sensor que utiliza a tecnologia de espectroscopia de infravermelho não dispersivo (NDIR). Os resultados apontam que o sistema desenvolvido foi eficiente, sendo possível o monitoramento da concentração de CO2 e CH4, por meio de gráficos gerados em tempo real. Além disso, foi possível analisar a temperatura interna do reator anaeróbio através de um sensor integrado ao sistema de monitoramento, que demonstra sua escalabilidade, uma característica desejável em sistemas computacionais. Pôde-se concluir, também, que o sistema detecta os primeiros indícios de uma instabilidade no processo de biodigestão, permitindo respostas aceitáveis no estabelecimento de contramedidas para sua compensação.

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

Climate changes and global warming are topics of scientific debate. The increase of greenhouse gases has been pointed out as one of the main causes of the changes. The study aimed to evaluate the associative effect of monensin (M) with different levels of tannins (T) on feeding, digestive and rumen fermentation (ex-situ technique) parameters as well as on anaerobic biodigestion of waste. In a 2 x 4 factorial arrangement, 8 cannulated Nellore cows were distributed in 2 contemporary 4 x 4 Latin squares and received 8 experimental diets which differed in the level of inclusion of T of A. mearnsii extract (0.0, 0.75, 1.5, and 2.25% DM) and M which was daily administered to each cow (about 32 mg/kg DM) of one square. To evaluate the production of biogas, experimental batch-type anaerobic biodigesters were used in a completely randomized design. The data were analyzed by the Statistical Analysis System (SAS 9.3, Institute Inc., 2013). The results have shown little interaction between M and T. Regarding the feeding, digestive and N balance parameters, the T linearly reduced DM and water intake, the total apparent digestibility of DM, CP, TDN and OM; for the NDF and ADF the reduction was quadratic. The T linearly reduced rumen disappearance rate by linearly reduce both passage and digestion rates. T also linearly reduced urinary urea excretion, but both additives had no effect on the synthesis and efficiency of microbial protein synthesis. M reduced the proportion of N excreted in feces, but had no effect on N balance, whereas T linearly increased fecal N and linearly reduced urinary and retained N. Regarding the parameters of rumen fermentation, no significant effect of M was observed on CH4 production, but on the reduction of acetate:propionate ratio. T linearly reduced the production of CH4 and total SCFA. Regarding anaerobic biodigestion, M and T reduced the nutrient removal efficiency. M and T had independent effects on rumen metabolism, however, the use of T of A. mearnsii extract up to 2.25% DM is a safe option for cattle, with potential to mitigate rumen CH4. The combined use of M and T reduced the potential of biogas production by reducing the nutrient use efficiency. M inhibited the effect of T on the reduction of nutrient use efficiency of the waste through antagonistic interaction. / As mudanças climáticas e o aquecimento global são temas de debate científico da atualidade. O aumento de gases de efeito estufa é apontado como uma das principais causas das mudanças. O estudo teve como objetivo avaliar o efeito associativo da monensina (M) com diferentes níveis de inclusão de taninos (T) sobre os parâmetros ingestivo, digestivo e fermentação ruminal (técnica ex-situ), bem como sobre a biodigestão anaeróbia de dejetos. Em arranjo fatorial 2 x 4, 8 vacas Nelore, canuladas foram distribuídas em 2 quadrados latinos contemporâneos 4 x 4 e receberam 8 dietas experimentais que diferiram no nível de inclusão de T do extrato da A. mearnsii (0,0, 0,75, 1,5 e 2,25% da MS) e M que foi administrada diariamente a cada vaca (cerca de 32 mg/kg de MS) de um quadrado. Para avaliar a produção de biogás foram utilizados biodigestores anaeróbios do tipo batelada, em delineamento inteiramente casualizado. Os dados foram analisados pelo Statistical Analysis System (SAS 9.3, Institute Inc., 2013). Os resultados mostraram pouca interação entre M e T. Quanto aos parâmetros ingestivo, digestivo e balanço de N, os T reduziram linearmente o consumo da MS e água, a digestibilidade aparente total da MS, PB, NDT e MO e quadraticamente a da FDN e FDA. Os T reduziram linearmente a taxa de desaparecimento ruminal pela redução linear das taxas de passagem e digestão. Os T reduziram linearmente a excreção de uréia urinária, mas ambos aditivos não tiveram efeito sobre a síntese e eficiência da síntese de proteína microbiana. A M reduziu a proporção de N fecal, mas não teve efeito sobre o balanço do mesmo, enquanto que os T aumentaram linearmente o N fecal e reduziram linearmente o N urinário e retido. Em relação a fermentação ruminal, não foi observado efeito da M sobre a produção de CH4, mas sim, redução da relação acetato:propionato. Os T reduziram linearmente a produção de CH4 e AGCC. Em relação a biodigestão anaeróbia, a M e T reduziram a eficiência de remoção de nutrientes. A M e T tiveram efeitos independentes sobre o metabolismo ruminal, porém, o uso de T do extrato da A. mearnsii até 2,25% de MS é seguro para bovinos, com potencial para mitigar o CH4 entérico. O uso combinado de M e T reduziu o potencial de produção de biogás pela redução da eficiência do uso de nutrientes. A M inibiu o efeito dos T sobre a redução da eficiência biodigestiva dos dejetos através da interação antagonista.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:34Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2005-10-31Bitstream added on 2014-06-13T19:01:56Z : No. of bitstreams: 1 costa_mssm_dr_botfca.pdf: 543155 bytes, checksum: 629689bfdc338edeedc4d3b90e666e2f (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / Com o objetivo de caracterizar quantitativa e qualitativamente os dejetos produzidos em um sistema de confinamento para criação de novilhos superprecoces e avaliar o desempenho de processos biológicos de reciclagem de nutrientes: compostagem, vermicompostagem e biodigestão anaeróbia, conduziu-se esta pesquisa. O trabalho foi dividido em quatro ensaios: caracterização dos dejetos, compostagem, vermicompostagem e biodigestão anaeróbia. O ensaio de caracterização dos dejetos teve como objetivo principal determinar o coeficiente de resíduo para o período de confinamento. Nos ensaios de compostagem e vermicompostagem objetivou-se avaliar o desempenho dos processos utilizando-se dejetos produzidos por animais que receberam três dietas (dieta 1: 65% concentrado + 35% volumoso; dieta 2: 70% concentrado + 30% volumoso e dieta 3:75% concentrado + 25% volumoso), oferecidas aos animais durante o período de engorda. No ensaio de biodigestão anaeróbia, foram avaliados os efeitos de duas dietas (dieta 1: 65% concentrado + 35% volumoso e dieta 2: 80% concentrado + 20% volumoso), uso de inóculo e três níveis de temperatura (40º C, 35º C e 25º C) sobre a produção de biogás. O coeficiente de resíduo encontrado, considerando todo o período de engorda, foi de 3,03, ou seja, para cada quilo de animal produzido, gerou-se 3,03 kg de dejeto (matéria seca). Considerando todo o período de confinamento, 154 dias, cada animal gerou 515,4 kg de dejeto (matéria seca) ou 2577 kg (fezes + urina), os quais em termos de nutrientes produzidos por animal representam 12,4 kg de N; 8,8 kg de P2O5; 6,7 kg de K2O; 397,0 kg de MO; 219,6 kg de C; 13,9 kg de Ca; 2,6 kg de Mg; 1,6 kg de S; 2,2 kg de Na; 0,05 kg de Cu; 1,0 kg de Fe; 0,06 kg de Mn; 0,11 kg de Zn. Os valores dos componentes da análise bromatológica dos dejetos foram 14% de PB; 20,7% de FB; 2,2% de EE; 51,9% de FDN; 33,3% de FDA;... / The present study aimed to quantify wastes produced in a confined system for steers breeding and to evaluate the performance of biological process such as nutrient recycling, composting, vermicomposting and anaerobic biodigestion. Four trials were performed: wastes characterization, composting, vermicomposting and anaerobic biodigestion. The waste characterization trial aimed to determine the residual coefficient while animals were confined. The composting and vermicomposting trials were conducted in order to evaluate the process performance by using wastes products from animal fed three differents diets (diet 1: 65% concentrated + 35% voluminous ; diet 2: 70% concentrated + 30% voluminous; diet 3: 75% concentrated + 25% voluminous). The effect of two different diets (diet 1: 65% concentrated + 35% voluminous and diet 2: 80% concetrated + 20% voluminous), inoculum and three temperatures rates (40º C, 35º C e 25º C) influence all over biogas production were evaluated during the biodigestion trial. The residue coefficient found during all confined period was 3.03, whereas, to produce one kilogram body weight, 3.03 kg of waste (dry matter) was produced. During all confined period (154 days), each animal produced 515.4 kg of waste (dry matter) or 2577 kg (feces + urine), wich represents in terms of nutrients produced per animal a total of: 12.4 kg of N; 8.8 kg of P2O5 ; 6.7 kg of K2O ; 397.0 kg of OM ; 219.6 kg of C; 13.9 kg of Ca; 2.6 kg of Mg; 1.6 kg of S; 2.2 kg of Na; 0.05 kg of Cu; 1.0 kg of Fe; 0.06 kg of Mn; 0.11 kg of Zn. Bromatological analysis values of waste were: 14% of PB; 20,7% of FB; 2,2% of EE; 51,9% of FDN; 33,3% of FDA; 48,2% of ENN e 63,16% of NDT. Percentage of dry matter redution during composting trial were: 44.5%; 40.5% and 43.8% for waste produced by animals that received diets 1, 2 and 3, respectively...(Complete abstract click electronic access below)