Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Departamento de Biologia Celular, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biologia Molecular, 2018. / Submitted by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-08-07T20:21:05Z No. of bitstreams: 1 2018_AntonielleVieiraMonclaro.pdf: 9739696 bytes, checksum: fb2e730ea94e180181077962c855b712 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-08-08T19:09:48Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2018_AntonielleVieiraMonclaro.pdf: 9739696 bytes, checksum: fb2e730ea94e180181077962c855b712 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-08T19:09:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2018_AntonielleVieiraMonclaro.pdf: 9739696 bytes, checksum: fb2e730ea94e180181077962c855b712 (MD5) Previous issue date: 2018-08-07 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES). / Nesta tese foram feitos estudos mais aprofundados de enzimas produzidas pelo fungo Aspergillus tamarii em diferentes contextos de degradação de biomassa lignocelulósica. O primeiro trabalho avaliou a influência de condições de cultivo na ação de celulases e xilanases e demonstrou que ferramentas estatísticas (CCD e CCRD) são necessárias para avaliar o comportamento da enzima em diferentes condições. Os resultados demonstraram que utilização de triptona como fonte de nitrogênio inibiu fortemente a atividade das celulases, enquanto aumentou das xilanases. Além disso, a suplementação com CuSO4 aumentou a atividade de todas as enzimas. Sugere-se que influência dos componentens do meio de culturam devem ser considerados ao fazer um planjamento de coquetel enzimático de fungo. O segundo trabalho avaliou os parâmetros termodinâmicos de uma xilanase pura de baixa massa molecular (22 kDa) de A. tamarii ativa em ácido ferúlico. Após análise de molecular docking de uma xilanase de A. niger com ácido ferúlico, identificou-se que o possível sítio de ligação do ácido ferúlico é no sítio catalítico da enzima. Baseado nisso, foi feita uma avaliação dos parâmetros termodinâmicos de ligação do ácido ferúlico na xilanase de A. tamarii e demonstrou-se que há uma mudança conformacional da enzima na presença do ácido ferúlico, que influencia no encaixe do substrato no sítio catalítico, e dessa forma a enzima se torna ativa ou tolerante. Por fim, dois genes de LPMOs da família AA9 foram clonadas e expressas em Pichia pastoris da linhagem PichiaPink™. As enzimas foram expressas apenas com seus domínios catalíticos. As duas AA9, nomeadas AtAA9.1_SD e AtAA9.2_SD, foram caracterizadas em função da regioseletividade e especificidade ao substrato. AtAA9.1_SD é uma AA9 com oxidação na posição C4 que possui atividade em celulose (PASC), celopentose, xiloglucana e possivelmente xilana e liquenana. AtAA9.2_SD é uma AA9 com oxidação na posição C1/C4 e que possui atividade em celulose (PASC), xiloglucana e possivelmente xilana. Utilizando o fungo A. tamarii como objeto de estudo, mostrou-se que ele possui potencial na aplicação da degradação da biomassa por possuir enzimas com características únicas. / This thesis discusses in-deep studies from enzymes produced by Aspergillus tamari in different contexts of lignocellulose biomass degradation. The first part of this work evaluated the influence of different conditions in cellulase and xylanase activity. Statistic tools (CCD and CCRD) demonstrated their importance to evaluate the behavior of these enzymes in different conditions. The results showed that the use of tryptone as a nitrogen source inhibited cellulase activity while activated xylanase activity. Supplementation with CuSO4 increased activity of both enzymes. The influence of culture medium composition in the enzymatic activity might be considered when designing enzymatic cocktail from fungi. The second part of this work evaluated thermodynamic parameters of a pure low molecular-weight xylanase (22 kDa) from A. tamarii that was active in the presence of ferulic acid. Molecular docking of a xylanase from A. niger with ferulic acid displayed that most probably the ligand interacts with the catalytic site of the enzyme. Based on this, thermodynamic parameters of the xylanase from A. tamarii with ferulic acid were assessed. The results indicated that there was a conformational change of the enzyme in the presence of ferulic acid, and this influenced the fitting of the substrate in the catalytic site, making the enzyme active in or tolerante to the presence of ferulic acid. The last part of this work studied two AA9 LPMOs from A. tamarii. They were cloned and expressed in PichiaPink™. These two enzymes were expressed in a truncated version, with only the catalytic domain, because the vector could not express the proteins’s full length. They were named AtAA9.1_SD and AtAA9.2_SD and were characterized based on their regioselectivity and specificity to substrate. AtAA9.1_SD is a C4-oxidizer with activity in cellulose (PASC), cellopentaose, xyloglucan and probably xylan and lichenan. AtAA9.2_SD is a C1/C4-oxidizer with activity in cellulose (PASC), xyloglucan and probably xylan. This thesis showed that A. tamarii has potential in biomass degradation mainly due to its enzymes with exclusive features.

Orientador: Ivonete Ávila / Coorientador: Carlos Manuel Romero Luna / Banca: José Antonio Perrella Balestieri / Banca: Paula Cristina Garcia Manoel Crnkovic / Resumo: Nesta dissertação, investiga-se através da análise termogravimétrica o comportamento da combustão de amostras de carvão mineral, bagaço de cana-de-açúcar, bagaço de sorgo biomassa e das misturas de carvão-biomassa. A biomassa e o carvão possuem propriedades físico-químicas diferentes que proporcionam comportamento térmico diferente durante o processo de co-combustão, desta forma o objetivo desta pesquisa é caracterizar o comportamento térmico de misturas de carvão mineral com bagaço de cana-de-açúcar e bagaço de sorgo em atmosferas simuladas de combustão (O2/N2) e oxicombustão (O2/CO2). Os experimentos foram realizados em duplicata em um analisador termogravimétrico utilizando uma razão de aquecimento de 10 °C/min. Foi considerada uma granulometria uniforme para todos os materiais (63 µm) com a finalidade de garantir uma mistura homogênea. Foram estudadas quatro proporções de biomassa na mistura (10, 25, 50 e 75%). A partir das técnicas de termogravimetria (TG) e termogravimetria derivada (DTG) foram determinados parâmetros tais como Índice de combustão, sinergismo e energia de ativação, bem como avaliada a influência da atmosfera de combustão sobre esses parâmetros. Os resultados indicam que o bagaço de cana-de-açúcar apresenta valor de energia de ativação inferior ao registrado para o bagaço de sorgo e desempenho de combustão superior ao do bagaço de sorgo. Para as misturas, os melhores resultados foram registrados até a proporção de 25% de biomassa na mistura. Avaliando in... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This dissertation investigates by thermogravimetric analysis the behavior of the combustion of coal, sugarcane bagasse, sorghum biomass bagasse and coal-biomass blends. The biomass and coal have different physicochemical properties that provide different thermal behavior during the process of co-combustion, thus the aim of this research is to characterize the thermal behavior of coal mixed with sugarcane bagasse and sorghum bagasse in simulated atmospheres of combustion (O2/N2) and oxycombustion (O2/CO2). The experiments were performed in duplicate in a thermogravimetric analyzer using a heating rate of 10 ° C/min. A uniform particle size for all materials (63 μm) in order to ensure a homogeneous mixture was considered. Four biomass ratios were studied in the blend (10, 25, 50 and 75%). From the techniques of Thermogravimetry (TG) and Derivative Thermogravimetry (DTG) curves were determined parameters such as: Combustion index, synergism and activation energy and evaluated the influence of combustion atmosphere on these parameters. The results indicate that the sugarcane bagasse presents a lower activation energy value than sorghum bagasse and combustion performance higher than sorghum bagasse. For mixtures, best results were recorded up to 25% proportion of biomass in the blend. Individually evaluating each material, when replacing N2 by CO2 can be seen an increase in the reactivity of the reaction, the increased oxidation of the materials and an improvement in the evaluated... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador : Prof. Dr. Antonio Salvio Mangrich / Coorientadora : Profª. Drª. Iara Messerschmidt / Tese (doutorado) - Universidade Federal do Paraná, Setor de Ciências Exatas, Programa de Pós-Graduação em Química. Defesa: Curitiba, 01/11/2013 / Inclui referências : f. 114-132;140-141 / Área de concentração / Resumo: A produção de biocarvão (biochar, no inglês) é uma alternativa promissora para a transformação de rejeitos orgânicos, como por exemplo, resíduos orgânicos provenientes das indústrias de biocombustíveis e serralherias, em materiais "verdes" com uma ampla faixa de aplicação. Os resíduos oriundos do beneficiamento das árvores de eucalipto e pinus somam em média 35 %. Somando-se às estas quantidades de resíduos as cascas de coco resultante das indústrias alimentícias. A proposta deste trabalho consiste na produção de biocarvão empregando a pirólise de biomassa em baixa temperatura, utilizando-se como materiais precursores o farelo de mamona, casca de coco, serragem de eucalipto e serragem de pinus. Com o objetivo de avaliar as condições de obtenção dos materiais pirolisados para um futuro emprego no gerenciamento do solo e no sequestro de carbono, o processo de pirólise foi avaliado por meio dos resultados obtidos pelas técnicas de termogravimetria, análise elementar, espectroscopia de infravermelho, espectroscopia eletrônica paramagnética (EPR), espectroscopia Raman e espectroscopia de ressonância magnética nuclear de 13C (NMR de 13C) dos biocarvões. Os biocarvões de farelo de mamona sendo os materiais de enfoque foram ainda caracterizados por medidas de porosidade e área superficial por BET, difratometria de raios X, espectroscopia de fotoelétrons excitados por raios X (XPS) e microscopia eletrônica de transmissão (MET). O grupo de pesquisa em que se insere este trabalho de doutorado instituiu pela primeira vez o estudo de parâmetros espectroscópicos de ressonância paramagnética eletrônica (EPR) e outros, para caracterizar a qualidade química de biocarvões (BC) em função do tipo de biomassa precursora e dos parâmetros de pirólise. A produção de biocarvão por meio da pirólise a baixa temperatura resultou nos biocarvões características promissoras para a sua atuação no solo. Todos os biocarvões apresentaram um aumento das estruturas aromáticas condensadas. Vale destacar que os biocarvões de farelo de mamona se sobressaíram sobre os de casca de coco, serragem de eucalipto e serragem de pinus em função da presença e qualidade dos grupos funcionais presentes. Sendo que o fator temperatura, neste trabalho, foi o fator que preponderou na obtenção desses resultados. Palavras-chave: Biocarvão. Pirólise. Rejeitos orgânicos. Espectroscopia. EPR. / Abstract: The production of biochar is a promising alternative for the processing of organic waste, such as industrial organic waste from sawmills and biofuels in "green" materials with a wide range of application. The wastes from the processing of eucalyptus and pine trees produce an average of 35 %. Moreover we have these quantities of waste coconut shells resulting from food industries. The purpose of this work is the production of biochar using pyrolysis of biomass at low temperature , using as precursor materials like bran castor , coconut husk , eucalyptus and pine sawdust, in order to employ the materials pyrolyzed in land for fertilize quality improve management and carbon sequestration, after the pyrolysis process biochars were characterized by Thermogravimetric Analysis, Elemental Analysis, Infrared Spectroscopy, Electron Paramagnetic Resonance (EPR), Raman Spectroscopy and Nuclear Magnetic Resonance of 13C (13C of NMR). The mammon bran biochar were further characterized by measurements of Porosity and Surface Area by BET Spectroscopy, X-ray Spectroscopy, X-ray Photoelectron Spectroscopy (XPS), Transmission Electron Microscopy (TEM) and Raman. In this thesis we are instituting the first time it seems to us the literature, the study of spectroscopic parameters of electron paramagnetic resonance (EPR) using different metal in probes and others to characterize the chemical quality of biochars (BC) depending on the type of biomass precursor and pyrolysis parameters. The production of biochar by pyrolysis at low temperature produced/stressed in biochars promising characteristics for their role in the soil. All biochars showed an increase of condensed aromatic structures. It is worth noting that castor bran biochars stood out about the coconut husk, eucalyptus sawdust and pine sawdust as a function of the presence and quality of functional groups present. The temperature factor, in this work, was the factor that prevailed in obtaining these results. Key words: Biochar. Pyrolysis. Organic waste. Spectroscopy. EPR.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:17Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-08-03Bitstream added on 2014-06-13T18:55:51Z : No. of bitstreams: 1 avanco_sv_me_araca.pdf: 463135 bytes, checksum: d14040421c7a28b7864d46e1c8e75931 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Rubrivivax gelatinosus tem alcançando resultados satisfatórios na despoluição experimental de efluentes industriais. A biomassa por ela produzida vem sendo estudada como aditivo alimentar para aves. Este trabalho teve por objetivo avaliar o efeito da adição da biomassa de R. gelatinosus na ração de frangos de corte sobre o desempenho zootécnico das aves e as características dos produtos. Duzentos pintos machos Cobb 500 foram divididos aleatoriamente em 20 boxes. Aos 36 dias de idade, 4 tratamentos foram aplicados (g de biomassa/ kg de ração): T1 (controle) – 0 g/kg; T2 – 1 g/kg; T3 – 2 g/kg e T4 - 3 g/kg. Foram realizadas 5 repetições de cada tratamento. Frangos e rações foram pesados para a análise de desempenho nos diferentes períodos de criação e, aos 45 dias, 20 aves de cada tratamento foram abatidas para as determinações de cor objetiva, composição centesimal e oxidação lipídica na carne da coxa e do peito e teste de preferência pareada. Os resultados foram submetidos à ANOVA, testes para a comparação de médias e análise de regressão com nível de significância de 5% e análise de superfície. O ganho de peso, o consumo de ração, a composição centesimal, a oxidação lipídica e a preferência entre os tratamentos não diferiram estatisticamente entre si (p > 0,05). O índice de conversão alimentar foi melhor para o T1. Carne e pele de coxa e peito ficaram significativamente mais claras nos grupos tratados. O tom da cor aumentou para o amarelo até a concentração de 2 g/kg e para o vermelho na concentração de 3 g/kg para pele da coxa e carne do peito. Concluiu-se que a biomassa foi eficiente em promover pigmentação dos produtos e não interferiu no desempenho, na composição centesimal, na oxidação lipídica e no sabor até a concentração de 3 g/kg / Rubrivivax gelatinosus is a phototrophic bacterium that has reached satisfactory results in experimental depollution of industrial effluents. The bacterium biomass, product of its activity, has been researched as poultry feed additive. This work aimed at verifying the effects of the addition of R. gelatinosus biomass into broilers chickens feed on animal performance and products attributes. Two hundred Cobb 500 male chicks were randomly divided into 20 boxes. At 36 days of age, 4 different treatments were applied to animals (g biomass/kg ration): T1 (control) - 0 g/kg; T2 - 1 g/kg; T3 - 2 g/kg and T4 - 3 g/kg. Five replicates were performed for each treatment. Chickens and rations were weighted to check on performance and, next, 20 birds from each repetition were slaughtered at 45 days of age for the objective determination of color, chemical composition and lipid oxidation in thigh and breast meat and paired preference test. Results were submitted to ANOVA, tests for means comparison and regression analysis at 5% significance level and surface analysis. Weight gain, feed consumption, chemical composition, lipid oxidation and paired- preference test did not differ statistically (p>0.05). The feed conversion was better for T1. Meat and skin color was significantly clearer for the groups with the biomass supplementation. Hue angle increased to yellow until 2 g/kg and to red at 3 g/kg. It was concluded that the addition of the biomass was effective to pigment the products and was not harmful to birds performance, chemical composition, fat oxidation and flavor until 3 g/kg

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:23:05Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-02-25Bitstream added on 2014-06-13T19:08:54Z : No. of bitstreams: 1 freitas_mgm_me_araiq_parcial.pdf: 235600 bytes, checksum: a5d1fd3c36700c6e060d46eb1cc56c59 (MD5) Bitstreams deleted on 2015-06-25T13:01:02Z: freitas_mgm_me_araiq_parcial.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2015-06-25T13:03:23Z : No. of bitstreams: 1 000721818_20160325.pdf: 223545 bytes, checksum: ad0525e605fb4a1d465a9470b87f6af3 (MD5) Bitstreams deleted on 2016-03-28T13:37:48Z: 000721818_20160325.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2016-03-28T13:38:50Z : No. of bitstreams: 1 000721818.pdf: 810955 bytes, checksum: ee2d029d7bb1ff4fc631c85e963a32ba (MD5) / Os metais terras raras têm adquirido grande importância tecnológica e econômica em função da diversidade de suas aplicações. A biossorção apresenta-se como uma tecnologia alternativa para a obtenção destes metais, apresentando vantagens econômicas, ecológicas e operacionais em comparação com métodos tradicionais de separação e concentração de terrasraras. Este trabalho propõe a utilização da biomassa melanizada e do pigmento produzido pela linhagem MEL1 do fungo Aspergillus nidulans como potenciais biossorventes (em sistemas livre e imobilizado) para a concentração de neodímio, lantânio e cério. Com os resultados obtidos foi possível estabelecer as condições ótimas de cultivo que proporcionam a maior melanização da linhagem estudada, que são: cultivo constituído de duas etapas, sendo a précultura suplementada com 1% de AMM e incubada por 48 horas, a 37 °C, sob agitação constante de 200 rpm, seguida de cultura suplementada com 0,2% de AMM, incubada por 3 dias, a 37 °C, sob agitação constante de 200 rpm. Também observamos que o grau de pigmentação da biomassa mostrou ter um efeito positivo na capacidade biossortiva da biomassa, porém não apresentou efeito na afinidade da interação metal-biossorvente. As condições ótimas para os ensaios de biossorção das terras-raras estudadas (Nd, La e Ce) são: tempo de contato (ou tempo de equilíbrio) de 90 minutos; concentração inicial de metal (ou concentração saturante) de 800 mg.L-1 dosagem de biossorvente de 0,1%; temperatura de 28 °C e pH inicial da solução monometálica igual a 5,6. Verificamos que a biomassa melanizada apresenta maior capacidade biossortiva do que o pigmento tipo melanina produzido pelo fungo e que quando imobilizada em alginato de cálcio, esta biomassa apresenta maior capacidade biossortiva do que se imobilizada em PVA-SA. Os... / The rare earth metals have gained great economical and technological importance due to the diversity of its applications. The biosorption process has been recognized as an alternative technology for obtaining these metals, with economical, ecological and operational advantages compared to the traditional methods of separation and concentration of rare earths. This work consists on evaluating the use of the melanized biomass and pigment produced by MEL1 strain of the fungus Aspergillus nidulans as potential biosorbents (in free and immobilized systems) for the concentration of neodymium, lanthanum and cerium. The results we obtained made it possible to determine the optimized culture conditions which can increase the fungus pigmentation, it consists of two stages, the pre-culture supplemented with 1% of corn steep liquor and incubated for 48 hours at 37 ° C under stirring constant 200 rpm, followed by culture supplemented with 0.2% of corn steep liquor, incubated for 3 days at 37 ° C under constant stirring of 200 rpm. The grade of pigmentation has shown a positive effect on the biosorption capacity, but had no effect on the affinity of the interaction metal-biosorbent. The optimum conditions of the biosorption process were: contact time of 90 minutes; initial concentration of metal (or saturating concentration) of 800 mg.L-1; biosorbent dosage of 0.1%, temperature of 28 ° C and an initial pH of 5,6 in the single metal solutions. We found that the melanized biomass presents greater maximum biosorption capacity than the pigment produced by the fungus. When immobilized in calcium alginate, this biomass has a higher biosorption capacity compared to the PVA-SA immobilized biomass. The evaluated desorption agents (HCl and EDTA) showed very similar performance in the recovery of metals for the same biosorbent. However desorption... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:19:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 OLIVEIRA_Ricardo_2013.pdf: 1869572 bytes, checksum: 20bae9244cac34b6d1cf25549b89cb99 (MD5) Previous issue date: 2013-02-07 / Universidade Federal de Sao Carlos / The aim of this study was to evaluate the properties of briquettes made from charcoal fines bonded with paraffin. To prepare them were used three fractions of fine coal (20, 35 and 60 mesh) and a binder, the paraffin. Initially, the coal was fragmented into small pieces, milled and sieved and the fines thus produced were mixed and homogenized to the binder in a proportion of 15, 25 and 35%. The mixtures were taken to the oven, so the paraffin is melted and then taken to a laboratory hydraulic pressure where was applied a compression force of 1250 Kgf.cm-2 for 30 seconds. According to the results, the briquettes produced had an increase in heating power in accordance with increase in the content of binder reaching 8588 kcal.Kg-1 in briquettes bound with 35% of paraffin. The ash content was not affected by the binder since the paraffin produces no ash in the process of combustion. It was also accomplished the combustion index test using a combustion device, where temperature vs. time graphs and mass vs. time graphs were generated in order to learn more of its properties in the combustion process. The mechanical strength was indeed an important feature provided by the binder paraffin to the briquettes reaching a diametrical compression strength of 0.785 MPa, significant value compared to the lack of resistance in the briquettes without the binder, and generating fine in percentage of 5.38%, showing high mechanical strength, essential property in the process of transportation and storage. The assay distribution in paraffin briquette showed that the binder migrated to the edges, characterizing it as a binder type film. The higher the content of paraffin binder, the lower the moisture content of the briquettes. The moisture absorption was minimal with average values of 5%, presenting the moisture protection provided by the binder / O objetivo deste trabalho foi avaliar as propriedades dos briquetes produzidos com finos de carvão vegetal aglutinados com parafina. Para confeccioná-los foram utilizadas três frações de fino de carvão (20,35 e 60 mesh) e um aglutinante, a parafina. Inicialmente, o carvão foi fragmentado em pequenos pedaços, moído e peneirado e os finos foram assim produzidos, misturado e homogeneizado ao aglutinante em proporção de 15, 25 e 35%. As misturas realizadas foram levadas à estufa, para que a parafina se fundisse, e posteriormente levadas para a moldagem em prensa hidráulica de laboratório, onde foi aplicada uma pressão de 1250 Kgf.cm-2 durante 30 segundos. De acordo com os resultados, os briquetes produzidos tiveram aumento no poder calorífico de acordo com o aumento no teor de aglutinante chegando a 8588 Kcal.kg-1 nos briquetes aglutinados com 35% de parafina. O teor de cinzas, não foi afetado pelo aglutinante uma vez que a parafina não produziu cinzas em seu processo de combustão, resultado analisado através do ensaio por termogravimetria. Foi realizado também o teste de índice de combustão utilizando um dispositivo-teste, onde gráficos de temperatura vs. tempo e massa vs. tempo foram gerados a fim de se conhecer mais sobre propriedades dos briquetes no processo de combustão. A resistência mecânica foi de fato uma característica importante proporcionada aos briquetes pelo aglutinante parafina chegando a uma resistência a compressão diametral de 0,785 MPa, valor expressivo tendo em vista a ausência de resistência nos briquetes sem o aglutinante; e gerando finos, no ensaio de tamboramento, em porcentagem de 5,38%, evidenciando alta resistência mecânica, propriedade essencial no processo de transporte e armazenamento. O ensaio de distribuição da parafina no briquete mostrou que o aglutinante migrou para as extremidades, caracterizando-o como aglutinante tipo filme. Quanto maior o teor de aglutinante parafina, menor foi o teor de umidade dos briquetes. A absorção de umidade foi mínima com valores médios de 5%, isso evidencia a proteção à umidade proporcionada pelo aglutinante.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:19:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PIRES_Ariane_2013.pdf: 1771838 bytes, checksum: 38f2dcdad410eeec52ad099d8425c6d5 (MD5) Previous issue date: 2013-10-31 / Financiadora de Estudos e Projetos / The biomass research for use as a biofuel has been increasing worldwide encouraged by the search for viable alternatives of renewable energy. Part of the biomass, lignocellulosic residues can be used to generate bioenergy from its combustion, and a way to use the material and add value to the final product. However, it is necessary to know deeply the properties and physicochemical characteristics of a material before employing it as solid biofuel, thus qualifying it beforehand and understand their behavior during combustion and calorific value. Basically, for application as solid biofuel, a material must have homogeneous particle size, moisture content suitable, low ash content and high calorific value, in addition to substantial market supply and availability of these residues. It is known that the chemical composition of a lignocellulosic material is directly affects its energy performance, high percentages of lignin, α-cellulose and carbon are related to a higher calorific value and combustion slower, increasing the durability of the burning fuel. In the search for materials that meet these requirements, this work studied the sugar cane bagasse and the Eucalyptus sp. and Pinus sp. Sawdust, employing physicochemical analysis and thermogravimetry. From the thermogravimetric analysis of integrals lignocellulosic residues was possible to determine their lignin contents and fixed carbon and relates them to the results obtained by conventional analysis. The TG and DTG curves were studied for better understanding of the behavior of thermal degradation characteristic of integral plant biomass and its major components. The TG curve of lignin extracted from Eucalyptus sp. showed a higher thermal stability compared to other materials lignins. The results obtained for Eucalyptus sp. sawdust were the most satisfactory: lower ash content (0.46%), high lignin content (30.41%), higher carbon content (46.80%) and a higher calorific value (4415.3 kcal.kg-1), corresponding to the requirements necessary for a quality solid biofuel. / A pesquisa de biomassa para aplicação como biocombustível vem se destacando em todo o mundo impulsionada pela busca de alternativas viáveis de fontes renováveis de energia. Parte da biomassa vegetal, os resíduos lignocelulósicos podem ser utilizados na geração de bioenergia a partir da sua combustão, constituindo uma forma de aproveitamento do material e agregação de valor ao produto final. Contudo, necessita-se conhecer profundamente as propriedades e características físico-químicas de um material antes de empregá-lo como biocombustível sólido, para assim qualificá-lo previamente e compreender seu comportamento durante combustão e poder calorífico. Basicamente, para aplicação como biocombustível sólido, um material deve possuir granulometria homogênea, teor de umidade adequado, um baixo teor de cinzas e alto poder calorífico aliados a uma grande oferta no mercado e disponibilidade destes resíduos. Sabe-se que a composição química de um material lignocelulósico afeta diretamente seu desempenho energético, sendo que elevados percentuais de lignina, α-celulose e carbono estão relacionados a um maior poder calorífico e a uma combustão mais lenta, elevando a durabilidade do combustível na queima. Na busca por materiais que atendam a esses requisitos, este trabalho estudou o bagaço de cana-de-açúcar e as serragens de Eucalyptus sp. e Pinus sp., empregando análises físico-químicas e termogravimetria. A partir da análise termogravimétrica dos resíduos lignocelulósicos integrais foi possível determinar seus conteúdos de lignina e carbono fixo e relacioná-los com os resultados obtidos pela análise convencional. As curvas TG e DTG foram estudadas para a maior compreensão do comportamento de degradação térmica característico da biomassa vegetal integral e de seus componentes majoritários. A curva TG da lignina extraída do Eucalyptus sp. demonstrou uma maior estabilidade térmica em relação às ligninas dos outros materiais. Os resultados obtidos para a serragem de Eucalyptus sp. foram os mais satisfatórios: menor teor de cinzas (0,46%), alto conteúdo de lignina (30,41%), maior teor de carbono (46,80%) e um maior poder calorífico superior (4415,3 kcal.kg-1), correspondendo aos requisitos necessários a um biocombustível sólido de qualidade.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:40Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-01-31Bitstream added on 2014-06-13T19:11:15Z : No. of bitstreams: 1 innocente_af_me_botfca.pdf: 2542879 bytes, checksum: d005db12b024ed727700a0ff01e6dabb (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Os resíduos do processamento da cana-de-açúcar (bagaço e palhiço) são uma importante fonte energética. O palhiço pode ser adicionado ao bagaço e ambos podem ser queimados nas caldeiras das usinas, como fonte para cogeração de energia elétrica no setor sucroalcooleiro. A usina sucroalcooleira “São Manoel”, situada no município de São Manuel – SP, em seu sistema de cogeração, utiliza o bagaço como combustível para as caldeiras, gerando energia para suas operações. O bagaço produzido não é totalmente consumido e o excedente é vendido para usinas e outras empresas da região. Este trabalho buscou verificar o potencial de cogeração desta usina, considerando o uso da biomassa residual (bagaço e palhiço) de cana-de-açúcar disponível. Assim determinou-se a produtividade do palhiço (20 t.ha-1), que foi separado em folhas verdes (14,9%), folhas secas (71,3%), e material restante (colmos, ponteiros e matéria estranha) (8,3%). O teor médio de impurezas minerais presentes nas amostras de palhiço recolhidas foi de 5,4%. O teor de umidade do palhiço foi medido 3 dias após a colheita para cada constituinte e o valor médio final foi de 28,7%. O bagaço apresentou umidade média de 49,81%. O poder calorífico superior (PCS) foi determinado para o bagaço (19,27 MJ.kg-1), palhiço (17,90 MJ.kg-1) e misturas de bagaço+palhiço em diferentes proporções. Para o poder calorífico inferior (PCI), observou-se que no palhiço a energia liberada (12,11 MJ.kg-1) foi maior que para o bagaço (8,55 MJ.kg-1), resultado esperado considerando-se o maior teor de umidade do bagaço. Das misturas analisadas, a de 50%-50% apresentou maior potencial energético (PCI de 10,08 MJ.kg-1), mostrando que o palhiço pode ser eficiente para produção de energia misturado ao bagaço desde que sejam feitas as adaptações necessárias nos processos e maquinários. A energia que poderia... / Waste from processing sugar cane (bagasse and trash) has become an important energy source. Trash can be added to the bagasse and both can be burned in the boilers of the mills, as source for the cogeneration of electricity in the sugar cane industry. “São Manoel” sugarcane mill, located in São Manuel – São Paulo state, uses trash as fuel for boilers in its cogeneration system, generating energy for its operations. The bagasse produced is not completely used, and the surplus is sold to mills and other companies in the region. This study aimed at checking the cogeneration potential of such mill by considering the use of the residual biomass (bagasse and trash) of the available sugar cane. This way, trash productivity was determined (20 t/ha), which was separated into green leaves (14.9%), dry leaves (71.3%), and remaining material (stalks, pointers and extraneous matter) (8.3%). The content of mineral impurities present in the samples of trash collected was 5.4%. The content of trash humidity was measured for each constituent and the average final score was 28.7%. The bagasse presented average humidity of 49.81%. The higher heating value (HHV) was determined for the bagasse (19.27 MJ.kg-1), trash (17.90 MJ.kg-1) and mixings of bagasse+trash in different proportions. For lower heating value (LHV), it was noted that for the trash, the energy released (12.11 MJ.kg-1) was higher than for the bagasse (8.55 MJ.kg-1), which was expected once bagasse has a higher humidity content. From the mixings analyzed, the 50%-50% one presented a higher energy potential (LHV of 10.08 MJ.kg-1), which shows that trash can be efficient in energy production when mixed to bagasse once necessary adaptations have been made both in the procedure and machinery. In the 2008 crop, the energy which could be created using the residual biomass, supposing that all the sugar cane was picked raw, would be 227,989 MWh,... (Complete abstract click electronic access below)

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:47Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2004-10-29Bitstream added on 2014-06-13T20:47:20Z : No. of bitstreams: 1 pazian_ja_me_bauru.pdf: 3795722 bytes, checksum: c33803a688414138a90aa4842de14d37 (MD5) / Usina da Barra S/A Acucar e Alcool / As usinas de açúcar e álcool do Brasil, apresentam um grande potencial para geração de energia elétrica excedente através da cogeração. Para que esse potencial seja explorado em sua plenitude é necessário que ocorra nas usinas uma implementação de tecnologias mais eficientes energeticamente. Tais implementações compreendem entre outras, substituição de caldeira que operam a pressão de 21 kg/'cm POT.2' à temperatura do vapor de '300 GRAUS' C por caldeiras que operam a pressões e temperaturas mais elevadas, como por exemplo, 64 hg/'cm POT.2' à temperatura de '480 GRAUS' C e substituição das turbinas a vapor de simples estágio por de multi-estágio ou motores elétricos. Tomando-se como base o software MATLAB/SIMULINK, o objetivo deste trabalho... / The sugar and alcohol mills in Brazil own a great potential for generation of exceeding electric through co-generation. For this potential to be exploited to its fullest the mills need to implement more efficient technologies for electricity. Such implementations comprise, among others, the replacement of boilers that operate under the pressure of 21 kg/'cm POT.2' and steam temperature of '300 GRAUS' C by boilers that operate under pressure of 64 hg/'cm POT.2' and temperature of '480 GRAUS' C and replacement of single stage steam turbines by multiple stage or electric motors. Using as tools for the software MATLAB/SIMULINK, the goal of this work is to present a program for the analysis of the co-generation process in a sugar and alcohol mill. The program allows through the inlet data collected in a model plant, in according with the industrial configuration of production. In case... (Complete abstract click electronic access below)

Resumo