Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Florestal, Programa de Pós-graduação em Ciências Florestais, 2015. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2015-11-20T13:57:49Z No. of bitstreams: 1 2015_JoãoFelipeNunesDeMiranda.pdf: 1961695 bytes, checksum: 32c59daa230ca8115731bef2bb3357b2 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-05-12T21:05:28Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_JoãoFelipeNunesDeMiranda.pdf: 1961695 bytes, checksum: 32c59daa230ca8115731bef2bb3357b2 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-12T21:05:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_JoãoFelipeNunesDeMiranda.pdf: 1961695 bytes, checksum: 32c59daa230ca8115731bef2bb3357b2 (MD5) / O presente estudo avaliou e comparou a qualidade de ajuste de modelos alométricos (Spurr, Schumacher & Hall e Husch) e de redes neurais artificiais na estimativa de estoque de biomassa seca e de carbono de árvores com diâmetro a altura do peito (DAP) igual ou superior a 5 cm, em área de floresta estacional decidual, localizada no Município de Campos Belos – GO, no Brasil central. Um total de 74 árvores pertencente a diferentes espécies registradas na área e distribuído em diferentes classes de diâmetro foram cubadas rigorosamente. Tanto para a biomassa seca (total e do fuste) quanto para o carbono (total e do fuste), o modelo de Schumacher & Hall foi o que apresentou melhores medidas de precisão. Foram treinadas 300 RNAs, do tipo MLP (multilayer perceptron) para cada variável dependente e as 10 redes com melhores resultados foram retidas para a análise das medidas de precisão. Todas as melhores redes encontradas apresentaram medidas de precisão sensivelmente melhores do que as alcançadas pelo modelo de Schumacher & Hall. Os estoques de biomassa seca total e do fuste foram iguais a respectivamente 65,61 ±15,52 t.ha-1 e 34,17 ± 7,85 t.ha-1. Para carbono, os estoques total e do fuste foram 29,47 ± 6,93 t.ha-1 e 15,16 ± 3,48 t.ha-1. Guazuma ulmifolia, Callisthene fasciculata, Myracrodruon urundeuva e Dilodendron bipinnatum, além de se destacarem na área por apresentarem maiores valores de IVI (índice de Valor de Importânicia), também se destacaram por apresentarem maiores estoques de biomassa e carbono. / The aim of this study was to evaluate and compare the quality of the adjustments from the use of allometric models (Spurr, Schumacher & Hall and Husch) and artificial neural networks, and generate stock estimates of dry biomass and carbon from the best method. 15 permanent plots located in a fragment of dry seasonal forest, located in the municipality of Campos Belos - GO were inventoried of 737 individuals sampled 74 were strictly cubed. The model that presented best precision measurements, R² adjusted (0.88 to 0.96) and Syx% (9.2% to 28.0%) for both dry biomass (total and bole) and for Carbon (total and bole), was the template of Schumacher & Hall. 300 ANNs of the MLP type (multilayer perceptron) for each dependent variable were trained and the 10 networks with best results were retained for the analysis of precision measurements. All the best networks found had significantly better accuracy measures than those achieved by the Schumacher and Hall model. The stocks of dry biomass, total and bole, and carbon, total and bole, were respectively 65.61 ± 15.52 t ha-1, 34.17 ± 7.85 t ha-1, 29,47 ± 6,93 t.ha-1 e 15,16 ± 3,48 t.ha-1. The species with highest values of IVI and stock of dry biomass and carbon were Guazuma ulmifolia, Callisthene fasciculata, Myracrodruon urundeuva, Dilodendron bipinnatum.

MOTA, N. F. Efeito do Bokashi no crescimento da cebolinha, do coentro e em alguns atributos químicos e biológicos do solo. 2013. 66 f. Dissertação (Mestrado em Agronomia/Solos e Nutrição de Plantas) - Centro de Ciências Agrárias, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2013. / Submitted by Francisco Lacerda (lacerda@ufc.br) on 2014-09-17T20:09:11Z No. of bitstreams: 1 2013_dis_nfmota.pdf: 926658 bytes, checksum: 466cf7860e3503f6765f693366a1385e (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa(jairo@ufc.br) on 2014-09-24T17:12:56Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_dis_nfmota.pdf: 926658 bytes, checksum: 466cf7860e3503f6765f693366a1385e (MD5) / Made available in DSpace on 2014-09-24T17:12:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_dis_nfmota.pdf: 926658 bytes, checksum: 466cf7860e3503f6765f693366a1385e (MD5) Previous issue date: 2013 / This study aimed to evaluate the effect of different doses of Bokashi in crop growth of coriander and chives, in some soil chemical properties and in microbial biomass activity of soil, to test the hypothesis that the use of the Bokashi in the cultivation of coriander and chives improve plant growth, increases the quality of the soil . The conduct of the experiment was accomplished in the greenhouse horticulture sector of the Department of Plant Science of the Federal University of Ceará (UFC), located in the Campus do Pici, Fortaleza, in a period of 60 days after transplanting the chives seedlings, from trays to plastic pots containing 4 kg of soil and for a period of 40 days pro cultivation of coriander. The soil used was from the area that predominates Quartzipsamments Neosol from the community of Coqueiro do Alagamar, in the municipality of Pindoretama-Ce. The experimental design was of completely randomized kind, consisting of seven treatments: T1- [4 kg Soil + 5g Bokashi + (20g organic compound = c.o)], T2-(4 kg soil+ 10g Bokashi + co) , T3-(4 kg soil+ 15g Bokashi + co), T4- (4 kg Solo +20 g Bokashi + co),-T5 (4 kg S + 20 g Bokashi), T6-(4 kg S + co) and T7 - (natural soil)Control. The characteristics evaluated were the height and dry mass of the aerial part of chives and coriander and in the soil, pH, total organic carbon, total nitrogen and available phosphorus, arbuscular mycorrhizal colonization, the soil basal respiration, metabolic quotient and microbial biomass carbon . By the results obtained the Bokashi at a dose of 20 g, was the one that most favored plant development. There was no influence on the levels of total nitrogen of the cultivated soil, but the levels of total organic carbon and microbial biomass carbon had a significant increase in T4 and T5 treatments. The number of AMF spores in the soil samples analyzed was lower in the treatments with Bokashi and was statistically different in T7 - Control, being the highest one. Mycorrhizal root colonization increased in treatments T6 and T7 which were not using the Bokashi and was lower in treatments T4 and T5, which received the dose of 20g of Bokashi. / O presente trabalho teve por objetivo avaliar o efeito de diferentes doses do Bokashi no crescimento das culturas de coentro, de cebolinha, em alguns atributos químicos do solo e na atividade da biomassa microbiana do solo, para testar as hipóteses de que a utilização do Bokashi no cultivo de cebolinha e coentro melhora o desenvolvimento das plantas em consequência da melhoria do solo. A condução do experimento foi realizada na casa de vegetação do setor de horticultura do Departamento de Fitotecnia da Universidade Federal do Ceará(UFC), situada no Campus do Pici, em Fortaleza, em um período de 60 dias após o transplantio das mudas de cebolinha, das bandejas para os vasos plásticos contendo 4kg de solo e um período de 40 dias pro cultivo do coentro. O solo utilizado foi oriundo de área que predomina um Neossolo Quartzarênico, da comunidade do Coqueiro do Alagamar, no município de Pindoretama-CE. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, onde os tratamentos foram: T1- [4 kg Solo + 5g Bokashi + (20g composto orgânico = c.o.)]; T2- (4 kg Solo + 10g Bokashi + c.o.); T3-(4 kg Solo + 15g Bokashi + c.o.); T4- (4 kg Solo +20g Bokashi + c.o.); T5- (4 kg S + 20 g Bokashi); T6- (4 kg S + c.o.) e T7- Controle (solo natural). Foram avaliadas a altura e a massa da matéria seca da parte aérea das plantas de cebolinha e do coentro e no solo, o pH, o Carbono orgânico total, o Nitrogênio total e o Fósforo disponível, a colonização micorrízica arbuscular, a respiração basal do solo, o quociente metabólico e o carbono da biomassa microbiana. Pelos resultados obtidos, o Bokashi, na dose de 20 g, foi o que mais favoreceu o desenvolvimento das plantas. Não houve influência nos teores de Nitrogênio total dos solo cultivados, mas os teores do carbono orgânico total e do carbono da biomassa microbiana tiveram um aumento significativo nos tratamentos T4 e T5. A quantidade de esporos de FMA nas amostras de solo analisadas foi menor nos tratamentos com Bokashi e mostrou-se estatisticamente diferente do T7 – Controle, que foi a que apresentou a maior quantidade de esporos. A colonização micorrízica arbuscular aumentou nos tratamentos T6 e T7 que não usavam o Bokashi e foi menor nos tratamentos T4 e T5, que receberam a dose de 20g do Bokashi.

BOSCOV. J. A. Modelagem e desenvolvimento de um sistema de controle de combustão de biomassa de baixo custo. 2014. 110 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Teleinformática) - Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2015-02-27T17:16:36Z No. of bitstreams: 1 2014_dis_jaboscov.pdf: 16420577 bytes, checksum: 5e1b722c5c61f6b7a3438450c719c472 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2015-03-04T17:28:23Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_dis_jaboscov.pdf: 16420577 bytes, checksum: 5e1b722c5c61f6b7a3438450c719c472 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-03-04T17:28:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_dis_jaboscov.pdf: 16420577 bytes, checksum: 5e1b722c5c61f6b7a3438450c719c472 (MD5) Previous issue date: 2014-01-31 / This dissertation presents a mathematical modelling and development of a low cost biomass combustion system for use in industrial boilers or other process that uses biomass as combustible for heating. The system uses the oxygen gas rate on the exhaust gases to verify the quality of the combustion process. With this information and with an information about the needs for energy on the heating process, a control strategy was developed to the biomass and air admission system. Due to the high cost of industrial oxygen analyzers, a new equipment was developed based on a vehicular lambda probe. Especial attention was given to the temperature control, including the modeling, simulation and project of a digital controller. The equipment was tested on a propane burning system and the results were compared with a calibrated and certificated industrial gas analyzer. The response curve was adjusted to improve the precision of the developed instrument. On a second moment, a simplified mathematical model was created for an industrial boiler and for a digital controller for the air and biomass admission. This model was simulated using real boiler parameters and the results achieved indicates a good performance of the system. / Este trabalho apresenta a modelagem e o desenvolvimento de um sistema de combustão de biomassa de baixo custo para ser utilizado em caldeiras geradoras de vapor ou em outros processos de aquecimento que utilizam biomassa na forma de cavacos de madeira ou pellets como combustível. A qualidade do processo de combustão é avaliada pelo teor de oxigênio nos gases de escape. A partir dessa informação e da necessidade de geração de calor do sistema, desenvolveu-se uma estratégia de controle para a admissão de combustível e de ar no processo. Uma vez que os analisadores de oxigênio industriais disponíveis no mercado possuem custo elevado, projetou-se e desenvolveu-se um analisador de oxigênio de baixo custo baseado em sondas lambda de uso veicular. Foi dada atenção especial ao controle de temperatura desta sonda. O trabalho envolveu a identificação de um modelo matemático para a mesma, assim como simulações para validação e projeto de um controlador digital que garanta um controle efetivo. O instrumento foi testado em um queimador de gás liquefeito de petróleo e sua resposta foi comparada e ajustada à resposta de um analisador industrial com certificado de calibração rastreado pelo Inmetro, obtendo-se resultados bem consistentes. Em um segundo momento desenvolveu-se uma modelagem matemática simplificada de uma caldeira geradora de vapor e de um sistema de controle digital de admissão de combustível e ar. O modelo foi simulado com os parâmetros de uma caldeira real e os resultados indicaram um desempenho bastante satisfatório.

AGUIAR, Maria Ivanilda de. Produtividade, ciclagem de nutrientes e eficiência emergética em função da diversidade vegetal em sistemas agrícolas e caatinga conservada. 2012. 131 f. Tese (Doutorado em ecologia e recursos naturais)- Universidade Federal do Ceará, Fortaleza-CE, 2012. / Submitted by Elineudson Ribeiro (elineudsonr@gmail.com) on 2016-05-27T19:50:57Z No. of bitstreams: 1 2012_tese_miaguiar.pdf: 1900887 bytes, checksum: dc34fb4c72e4a75eecfbde93326410f8 (MD5) / Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa (jairo@ufc.br) on 2016-05-27T20:45:25Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_tese_miaguiar.pdf: 1900887 bytes, checksum: dc34fb4c72e4a75eecfbde93326410f8 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-27T20:45:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_tese_miaguiar.pdf: 1900887 bytes, checksum: dc34fb4c72e4a75eecfbde93326410f8 (MD5) Previous issue date: 2012 / Nutrient cycling and energy transformation processes fuel plant productivity and are directly related to ecosystem diversity. The preservation of diversity has thus been identified as a way to improve the sustainability of agroecosystems. It also follows that agroforestry systems (AFS) are recommended since they maintain high plant diversity, increase carbon and nutrient stocks and promote emergy efficiency. Agroforestry systems represent an alternative to traditional agricultural systems, which are responsible for large losses of diversity and environmental degradation in Brazil’s semiarid northeast. It is assumed that the greater plant diversity in AFS yields greater productivity, improves soil nutrient inputs, and increases carbon and nutrient stocks as well as energy efficiency. We evaluated a model agroforestry production system consisting of three areas: agrosilvopastoral, silvopastoral and preserved caatinga vegetation (CAT). Also, data was taken from a traditional management system including an area under cropping and two areas under fallow for six and nine years. The objectives of this work were to assess whether AFS remain similar to preserved vegetation and whether fallow periods restore land to its initial condition, in terms of: (i) the species composition and community structure of herbaceous and tree/shrub strata; (ii) plant diversity and biomass production; (iii) carbon and nutrient stocks in standing vegetation, litter and the soil and (iv) emergy flux transformations. We found that species composition and plant productivity were similar in the AFS and preserved caatinga, however in AFS the structure of the plant community was modified and diversity indices were reduced. Soil carbon and nutrient stocks in AFS were similar to those in CAT, but stocks in standing biomass and litter were lower. Overall, the AFS performed better in terms of emergy, due to more efficient energy use, a lesser environmental impact and greater renewability. The fallow periods following traditional cropping allowed the species composition, productivity and carbon and nutrient stocks in soil and litter to recover. However, areas under fallow differed from CAT in terms of tree community structure, with a greater number of individuals and species. Tree species found in fallow areas reach smaller sizes than under CAT. Therefore total biomass and carbon and nutrient stocks were lesser under fallow than CAT. Agroforestry systems managed in an integrated fashion represent great potential for sustainability, since they provide agricultural, pastoral and wood products while maintaining vegetation structure characteristics which allow constant fluxes of energy and nutrient cycling, as occurs under preserved vegetation. / Os processos de ciclagem de nutrientes e transformações energéticas impulsionam a produtividade e estão diretamente relacionados com a diversidade dos ecossistemas. Assim, tem-se priorizado a manutenção da diversidade em áreas agrícolas para a condução de agroecossistemas mais sustentáveis. Neste sentido, os sistemas agroflorestais (SAFs) são recomendados por manter elevados níveis de diversidade vegetal, aumentar os estoques de carbono e nutrientes e promover eficiência nas transformações energéticas. Os SAFs são indicados para substituír os sistemas agrícolas tradicionais responsáveis por grande perda de diversidade e degradação ambiental na região semiárida nordestina. Espera-se que nos SAFs, a maior diversidade vegetal proporcione maior produtividade, maior retorno de nutrientes ao solo, maiores estoques de carbono e nutrientes e melhor eficiência emergética. Um modelo de produção agroflorestal composto de três áreas foi avaliado: agrossilvipastoril (ASP), silvipastoril (SP) e caatinga conservada (CAT); e um sistema de manejo tradicional, composto de uma área em cultivo (AG), e duas áreas em pousio de seis (P6) e nove (P9) anos. Este trabalho objetivou verificar se os SAFs mantêm-se semelhantes a vegetação conservada e se os períodos de pousio retornam as áreas a sua condição inicial, quanto a: (1) composição florística e estrutura da comunidade dos componentes herbáceos e arbóreo/arbustivo; (2) diversidade e produção de biomassa; (3) estoques de carbono e nutrientes presentes nas plantas, serrapilheira e solo e (4) transformações dos fluxos emergéticos. Verificou-se que as áreas sob SAFs apresentam composição florística e produtividade semelhante a caatinga conservada, porém este manejo provoca modificações estruturais na comunidade vegetal e redução nos índices de diversidade. Os estoques de carbono e nutrientes nos SAFs são semelhantes a CAT no compartimento solo, porém foram inferiores nas plantas e na serrapilheira. Contudo, o modelo agroflorestal apresenta melhor desempenho emergético devido sua melhor eficiência na utilização de energia, menor impacto ambiental e maior renovabilidade. Durante os períodos de pousio adotados após o cultivo tradicional as áreas se recuperaram em relação a composição florística, a produtividade e os estoques de carbono e nutrientes no solo e na serrapilheira. Entretanto, apresentaram modificações quanto a estrutura da comunidade arbórea, com maior número de indivíduos e espécies, sendo estes de menor porte e assim, menor biomassa total e menor estoques de carbono e nutrientes. Os sistemas de produção agroflorestal utilizados de forma integrada apresentam grande potencial de sustentabilidade, por proporcionarem a produção agrícola, pastoril e madeireira, mantendo diversas características estruturais da vegetação que permitem um fluxo de energia e uma ciclagem de nutrientes constante, assim como em áreas conservadas.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2017 / Made available in DSpace on 2017-09-05T04:04:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 347267.pdf: 3144062 bytes, checksum: 334780a15fcef1f70f18c0ee82c7f94e (MD5) Previous issue date: 2017 / Abstract: Microalgae have emerged as a source of a wide range of compounds, which enable the development of a variety of products for pharmaceutical, nutraceutical and cosmetic industries. The extraction of these natural compounds is essential for the commercialization of these high value compounds (HVPs) from microalgae. The success of the extraction depends on the affinity of the compounds with the solvent used in the process that should be suitable for the extraction of value compounds. In this context, this thesis is addressed to the extraction of compounds from the biomass from three marine microalgae species (Phaeodactylum tricornutum, Nannochloropsis oculata and Porphyridium cruentum), using subcritical n-butane for the obtainment of the crude extracts. In order to compare and evaluate the affinity of n- butane with the extracted compounds, were also applied to each microalgae biomass, organic solvent extraction through Soxhlet method (AOAC 963.15) and supercritical extraction using CO2 (SC-CO2) as solvent. For the obtainment of the biomass needed for the extraction experiments, the microalgae cultivation and the steps of harvesting, washing and drying of biomass were performed. With the obtainment of the dry biomass, the chemical composition was determined (moisture, ashes, proteins, carbohydrates, lipids and fatty acids profile) for each species. The proposed extraction methods were applied to the three different microalgae biomass, and the fatty acids composition of the extracts obtained by each method were compared. The same extracts obtained by SC-CO2 and subcritical n-butane were evaluated regarding to their antioxidant activities using DPPH radical scavenging assay. The total carotenoids content was also quantified by UV-visible (UV-vis) and the results correlated. Furthermore, a case study was developed for the harvesting step at pilot scale, using the protozoan Tetrahymena as flocculant agent in microalgal cultures of Chlorella sorokiniana 8-C4 (australian local strain). From the results obtained from the chemical composition of each microalgae cultivated for the extraction experiments, these species were suggested for the enhancement of food products considering their respective nutritional benefits. Comparing the extraction methods used, subcritical n-butane extracted higher percentages of polyunsaturated fatty acids (?3 and ?6) than supercritical CO2, and in some cases reached higher affinity with these compounds than the organic solvent, showing it to be a suitable method for the extraction of high value fatty acids (i.e. eicosapentaenoic acid, docosahexaenoic acid, arachidonic acid). The extracts obtained by CO2 and n-butane as solvents presented antioxidant activity values against the radical 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH), where the subcritical n-butane extract of P. cruentum presented the highest capacity to scavenge DPPH, showing value close to the synthetic antioxidant butylated hydroxytoluene (BHT). Moreover, the correlation between the antioxidant activity results and carotenoids content was considered significant (R2=0.8021) between the obtained extracts, independent of the method used. In the case study about the application of the protozoan Tetrahymena as bioflocculant in microalgal cultures of C. sorokiniana, was possible to obtain an OD750 concentration profile along the flocculator developed for the assays. From the verified OD750 profile a gradient of suspended solids (algal cells) was demonstrated along the cylinder, however the expected efficiency was not achieved, suggesting the performance of more experimentation towards the optimization of this biomass pre-concentration process, which is still in early stages of research.<br> / Resumo expandido: As microalgas têm emergido como fonte de vasta gama de compostos que possibilitam o desenvolvimento de grande variedade de produtos, desde biocombustíveis até produtos de alto valor agregado. A extração de compostos da biomassa é uma etapa essencial para a comercialização de produtos a partir das microalgas, e seu sucesso depende da afinidade dos compostos em questão com o solvente utilizado no processo. Neste contexto, a presente tese trata da extração de compostos da biomassa de três espécies de microalgas marinhas (Phaeodactylum tricornutum, Nannochloropsis oculata e Porphyridium cruentum) utilizando n-butano subcrítico como solvente na obtenção dos extratos brutos. Com o intuito de comparar e avaliar a afinidade do n-butano com os compostos extraídos, também foram aplicados à biomassa de cada espécie, extração com solvente orgânico através do método de Soxhlet (AOAC 963.15) e extração supercrítica utilizando CO2 (SC-CO2). Para a obtenção da biomassa necessária para os experimentos de extração, foram desenvolvidos os cultivos das microalgas e as etapas de separação, lavagem e secagem da biomassa. Com a obtenção da biomassa seca, foi determinada a composição química (umidade, cinzas, proteínas, carboidratos, lipídios e perfil de ácidos graxos) de cada espécie. Foram aplicados os três diferentes métodos de extração propostos, onde foi comparada a composição de ácidos graxos dos extratos obtidos por cada método de extração das três espécies produzidas. Os mesmos extratos obtidos via SC-CO2 e n-butano subcrítico foram avaliados quanto as suas atividades antioxidantes utilizando o radical 2,2-difenil-1- picrilhidrazil (DPPH) como método de determinação. Os resultados de atividade antioxidante foram correlacionados com os valores conteúdos de carotenóides totais, quantificados por UV-visível (UV-vis). Além disso, foi desenvolvido um estudo de caso em escala piloto para a etapa de separação da biomassa, onde foi utilizado o protozoário Tetrahymena como agente floculador em culturas da microalga Chlorella sorokiniana 8-C4 (espécie local australiana). A partir dos resultados sobre a composição química da biomassa de cada microalga produzida para os experimentos de extração, espécies foram sugeridas para o enriquecimento de alimentos considerando seus respectivos benefícios nutricionais. Comparando-se os métodos de extração utilizados, n- butano subcrítico extraiu as maiores porcentagens de ácidos graxos poli- insaturados (?3 e ?6) do que CO2 supercrítico e em alguns casos obteve maior afinidade com estes compostos do que o solvente orgânico, mostrando-se um método adequado para a extração de ácidos graxos de alto valor agregado (ácido eicosapentaenóico, ácido docosahexaenóico, ácido araquidônico, por exemplo). Os extratos obtidos através de SC- CO2 e n-butano apresentaram diferentes níveis de atividade antioxidante frente ao radical DPPH, onde o extrato obtido da microalga P. cruentum utilizando n-butano como solvente apresentou a maior capacidade de sequestro do radical DPPH, apresentando valor mais próximo ao antioxidante sintético hidroxitolueno butilato (BHT). Ainda, a correlação entre os resultados de atividade antioxidante e conteúdo de carotenóides foi considerada significante (R2 = 0.8021) entre os extratos obtidos, independentemente do método utilizado. No estudo de caso da aplicação do protozoário Tetrahymena como biofloculante em culturas da microalga C. sorokiniana, foi possível a obtenção de um perfil de concentração de OD750, ao longo do floculador desenvolvido para os testes. A partir do perfil de OD750 constatado foi demostrado um gradiente de sólidos suspensos (células algais) ao longo do cilindro, no entanto a eficiência esperada no processo não foi atingida, o que sugere a realização de mais experimentações na busca da otimização deste processo de pré-concentração da biomassa, que ainda se encontra em estágio inicial de pesquisa.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2016 / Made available in DSpace on 2017-09-05T04:04:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 347268.pdf: 3221350 bytes, checksum: 668e7901a302d1d5e9925a3c567fa569 (MD5) Previous issue date: 2017 / A utilização de adsorventes produzidos a partir de diversos tipos de biomassa tem sido apontada como uma alternativa promissora aos adsorventes tradicionais, como o carvão ativado. Nesse contexto, vem sendo estudada a utilização do biochar produzido nos processos de conversão termoquímica da biomassa, como a pirólise. O desempenho desses materiais está diretamente ligado às suas condições de obtenção e utilização. Neste trabalho, a casca de pinhão foi utilizada como matéria- prima para a produção, por via pirolítica, de um biochar para remoção de íons Pb2+ de efluente sintético. Um planejamento fatorial foi utilizado para avaliar como a capacidade de adsorção do adsorvente seria afetada por quatro parâmetros, a saber: temperatura, taxa de aquecimento, vazão de nitrogênio e tempo de residência do sólido. Verificou-se que a temperatura foi o único parâmetro significativo do processo, sendo 800 ºC seu valor ótimo. A caracterização dos materiais mostrou que o biochar obtido nessa temperatura (BC-800) apresentou a maior área superficial específica, 1139 m2·g-1. Ainda, a superfície do material é praticamente neutra e não há grupos funcionais. Dessa forma, o desempenho dos adsorventes pode ser relacionado ao valor de suas áreas. Os dados obtidos no estudo cinético da adsorção ajustaram-se ao modelo de Elovich, com taxas iniciais de adsorção relativamente alta e constante de dessorção pequena. Os dados de equilíbrio ajustaram-se ao modelo de Sips, que indica uma capacidade máxima de adsorção de 73,99 mg·g-1, uma das mais altas obtidas por um biochar na remoção de chumbo.<br> / Abstract: The use of adsorbents produced from different biomass has been identified as a promising alternative to the use of traditional adsorbents such as activated carbon. In this context, the use of biochar produced from biomass in thermochemical conversion processes such as pyrolysis has been studied. The performance of these materials is directly linked to their preparation and using conditions. In this work, Brazilian pine-fruit-shell was used as raw material for production, by pyrolysis, of a biochar to remove lead ions from a synthetic effluent. A factorial design was used to evaluate how the adsorption capacity of the adsorbent was affected by four parameters, namely temperature, heating rate, nitrogen flow and residence time of the solid. It was found that the temperature is the only significant process parameter, being 800 °C its optimal value. The characterization of the material showed that the biochar produced at this temperature (BC-800) had the highest specific surface area, 1139 m2·g-1. In addition, theres no functional groups or charges on the surface. Thus, the performance of adsorbents might be explained in terms of their areas. Data from the kinetic study of the adsorption were better fitted to Elovich s model, with relatively high initial adsorption rates and low dessorption constant. The equilibrium data fitted the Sips model which indicates a maximum adsorption capacity of 73,99 mg·g-1, one of the highest achieved in the lead removal by biochars.

A indústria curtidora é reconhecida pela sua relevância em termos de produção de commodities, gerando recursos e promovendo desenvolvimento econômico e social, a partir de subprodutos da indústria da carne. Tal atividade, porém, caracteriza-se pelo uso intensivo de recursos, gerando quantidades expressivas de efluentes líquidos, resíduos sólidos e emissões atmosféricas. A crescente conscientização ambiental da sociedade vem exercendo pressão constante sobre esta atividade industrial com vistas à redução dos potenciais impactos negativos, motivando esforços no sentido da melhoria dos produtos e processos produtivos. Em termos de rejeitos do processo, os mesmos são gerados nas diversas operações envolvidas no processo de curtimento, desde a recepção da matéria-prima até a destinação final dos resíduos sólidos. O presente trabalho tem como objetivo geral a avaliação da possibilidade de produção de biogás através da degradação anaeróbica de resíduos sólidos da indústria coureira, com foco na recuperação energética a partir da produção de biogás. Para tanto, foram realizados estudos de qualificação e quantificação de gases gerados nos processos de disposição final de resíduos sólidos da indústria coureira em aterros de resíduos sólidos industriais e em experimentos em escala de bancada, buscando avaliar a produção de biogás por diferentes substratos proteicos, principalmente de colágeno e de resíduos de curtume. Por fim, foi realizada uma avaliação da produção de biogás por resíduos sólidos da indústria do couro, com vistas a estimar o potencial de recuperação de energia através da degradação anaeróbica destes materiais Nas avaliações de campo, amostras de biogás foram coletadas a partir dos dutos de exaustão instalados em aterros de resíduos sólidos industriais para a quantificação das frações molares de metano (CH4), dióxido de carbono (CO2), nitrogênio (N2) e oxigênio (O2), por cromatografia gasosa, e sulfeto de hidrogênio (H2S), este seu principal contaminante, por análise via úmida. Observou-se que a geração volumétrica de biogás (Nm3.h-1) em aterros é baixa, porém existente, e que as maiores frações de metano no biogás ocorrem em períodos de tempo longos (mais de 10 anos) após o selamento das células dos aterros. Os valores médios de poder calorífico encontram-se dentro de limites que permitem a sua aplicação como fonte de energia térmica ou em sistemas de geração de potência. Nos experimentos de bancada, os substratos de interesse foram incubados em biorreatores e inoculados com diferentes fontes de microrganismos disponíveis em lodos biológicos coletados em diferentes estações de tratamento de efluentes industriais. Os gases gerados nos biorreatores foram avaliados por cromatografia gasosa, ao longo de períodos entre 2 e 120 dias. Os resultados dos experimentos de bancada permitiram a avaliação da influência de parâmetros, tais como a habilidade das microbiotas para a degradação de diferentes substratos à base de colágeno e a influência da concentração de cromo nos substratos sobre a produção de biogás. Observou-se que a taxa máxima de geração de biogás ocorre em períodos entre 3 e 36 dias, alcançando valores de 162,2 mL.g-1 de sólidos voláteis e fração de metano de 73,7% A avaliação da recuperação de energia pela produção de biogás revela que entre 2,0 e 10,3% da demanda energética total ou entre 6,0 e 30,7% da demanda de energia elétrica, de curtumes típicos, podem ser obtidos através da produção e utilização deste combustível. A coleta de dados representativos relacionados à degradação biológica dos resíduos por via anaeróbica caracteriza-se como uma ferramenta para o futuro desenvolvimento de tecnologias no sentido do seu aproveitamento energético a partir do biogás. / The tanning industry is recognized for its relevance in terms of commodity production, generating economic resources and promoting economic and social development, from the meat industry by-products. However, such activity is characterized by its intensive use of resources, generating significant amounts of wastewater, solid waste and atmospheric emissions. Growing environmental awareness has exerted constant pressure over this industrial activity in order to reduce the potential negative impacts, encouraging efforts to improve products and production processes. The process residues are generated by the diverse operations involved in the tanning process, from the raw materials reception to the final waste disposal. The main objective of the present work is to assess the potential for biogas production through anaerobic degradation of leather industry solid wastes, focused on energy recovery through biogas production. Thus, qualification and quantification studies were conducted on generated gases of final leather waste disposal (industrial solid wastes landfill), bench-scale experiments for the assessment of the biogas production potential by different protein based substrates, with an without collagen, including tannery waste. Finally, an overall evaluation of biogas production potential from leather industry waste was conducted in order to estimate the potential for energy recovery through anaerobic degradation of these materials. In the field evaluations, biogas samples were collected from the exhaust ducts installed in industrial solid waste landfills to quantify the mole fraction quantifications of methane (CH4), carbon dioxide (CO2), nitrogen (N2) and oxygen (O2) by gas chromatography, and hydrogen sulfide (H2S), its main contaminant, by absorption and iodometric method It was observed that the volumetric generation rate of biogas (Nm3.h-1) is low and an increase in methane fraction occurs over long periods of time (over 10 years) after the sealing of the landfill cells. The average heating values are within typical values allowing its application as a thermal energy source or in power generation systems. In bench-scale experiments, the substrates were isolated in bioreactors and inoculated with different sources of microorganisms (biological sludges) collected at diverse industrial wastewater treatment plants. The gases generated in the bioreactors were analyzed by gas chromatography, over periods of 2 to 120 days. The results of bench experiments enabled the evaluation of the parameters like the ability of the microbiota to degrade the different collagen based substrates and the influence of the substrates chromium concentration on the biogas production. It was observed that the maximum rate of biogas production occurs in periods between 3 and 36 days, reaching values of 162.2 mL.g-1 of volatile solids and methane fraction of 73.7%. The potential for energy recovery through biogas production reveals that 2.0 to 10.3% of the total energy demand or 6.0 to 30.7% of the electricity demand can be obtained through the production and utilization of this fuel in tanneries. The collection of representative data related to biological degradation of wastes through anaerobic pathway is considered as an oppotunity for the future technology development towards the implementation of energy using biogas.

O Pampa é um bioma do tipo savana exclusivo da região Neotropical, situado na porção sul da América do Sul, cobrindo a Argentina, o Uruguai e o Brasil. O clima é quente temperado e úmido, com temperaturas anuais que variam de 0° C no inverno e mais de 24° C no verão. Os grandes distúrbios no Pampa se iniciaram a cerca de 300 anos com a chegada da colonização Europeia na região e o advento da agricultura, silvicultura, manejo sem controle pelo fogo e a criação de gado, leiteiro e de corte. Apesar de contribuir para a falta de heterogeneidade vegetal e perda na diversidade de fauna, a pecuária ainda é extensivamente indicada como manejo sustentável do Pampa. Com pesquisas e trabalhos por vezes mais focados no aumento da produtividade do rebanho que na manutenção da biodiversidade, a conservação do Pampa vem sendo negligenciada. O monitoramento de diferentes metodologias de pastejo, tradicional, em mosaico e exclusão total do gado, se faz necessário para um maior entendimento de como a diversidade de plantas e animais se comportam nestes sistemas. Para isso, são necessários bons modelos ecológicos para testes de hipóteses e diferentes manejos, o que sustenta a utilização de aranhas para estes estudos. Aranhas são rápidas colonizadoras, ótimas dispersoras, predadoras generalistas, além de estarem estritamente relacionadas à estrutura vegetal. Suscetíveis a impactos bióticos e abióticos, aranhas são ótimas medidoras de qualidade ambiental e, sendo de fácil amostragem, podem ser envolvidas em estudos sobre diversidade de espécies e indivíduos. Para tanto, este estudo foi realizado na APA do Ibirapuitã, na Campanha do Rio Grande do Sul, Brasil. Seis parcelas, de um hectare cada, foram distribuídas em pares em três fazendas. Cada par é constituído de uma parcela com pastejo, demarcadas apenas por estacas, onde o gado tem livre acesso, e uma parcela sem pastejo, cercadas desde Agosto de 2012 onde o pastejo do gado foi excluído por completo. A principal expectativa principal é que a abundancia, riqueza, biomassa e composição de aranhas serão diferentes quando áreas com e sem pastejo são comparadas forem comparados. As amostragens foram realizadas com o uso de armadilhas de queda do tipo “Pitfall traps” nas primaveras de 2011, 2012 e 2013, e sazonalmente no outono (maio), inverno (setembro) e primavera (novembro) de 2015 e verão (fevereiro) de 2016 para a captura de aranhas de hábito epígeo. Para análises estatísticas, Testes T, ANOVA e ANOSIM foram realizadas. Linyphiidae e Lycosidae foram as famílias mais abundantes e ricas em todas as coletas realizadas. Os resultados obtidos em 2011, 2012 e 2013 não demonstraram diferença significativa na fauna de aranhas, abundância e riqueza quando áreas com e sem pastejo foram comparadas. Contudo, os resultados apresentaram valores maiores nas áreas com pastejo quando comparando com áreas sem pastejo. Em 2015/2016 a abundância e a riqueza de aranhas também não foram significativamente diferentes nos dados coletados, contudo, os valores brutos também apresentaram maiores abundância e riqueza em áreas com pastejo do que nas sem pastejo. Analisando-se as estações como um todo, juntando áreas com e sem pastejo, o verão foi a estação com mais riqueza geral. Contudo, analisando as áreas com e sem pastejo separadamente, o inverno foi a estação mais rica e abundante em cada uma destas áreas. Apesar dos resultados anteriores, as espécies mais abundantes demonstraram diferença significativa em suas abundancias em cada estação do ano quando áreas com e sem pastejo foram comparados. A biomassa das aranhas não foi significativamente diferente para todos os anos entre áreas com e sem pastejo, com valores maiores em áreas com pastejo. Entretanto, espécies mais abundantes demonstraram diferenças significativas em sua biomassa sazonalmente nos anos de 2015 e 2016, com valores maiores em áreas com pastejo. Áreas com e sem pastejo ainda se mantém similares mesmo após quase quatro anos de exclusão do gado em termos de abundância total de aranhas. Apenas aranhas mais abundantes demonstram diferença entre áreas com e sem pastejo em termos de abundância e biomassa. / Pampa is a savanna-like biome, exclusively of Neotropical region, lying in southern part o South America, covering Argentina, Uruguay and Brazil. The climate is hot temperate and humid, with annual temperatures ranging of 0° C in winter and higher than 24° C in summer. The increase of disturbance at Pampa began around 300 years after Europian colonization and the advent of agriculture, silviculture, uncontrolled fire management and creation of dairy and beef cattle. Even livestock causing loss of vegetal heterogeneity and fauna diversity, it is a widely recommended methodology for sustainable management of Pampa. With studies more focused in forage properties and beef production than diversity maintenance, the Pampa conservation has been neglected. Monitoring different livestock methodologies are necessary to improve knowledge of how diversity of plants and animals change during this impact. Thus, using great ecological models, like spiders, are necessary to test hypotheses and different managements. Spiders are quick settlers, great dispersers, generalist predators and are much correlated with vegetal structure. Susceptible to biotic and abiotic impacts, spiders are great environmental quality meters, being easy to sample and to measure abundance, diversity and richness. This study was conduct at Ibirapuitã River Environmental Federal Protection Area “Área de Proteção Ambiental – APA do Rio Ibirapuitã” in Rio Grande do Sul state, Brazil. Six plots, of one hectare each, were distributed in pars in three farms. Each pair is constituted of a closed plot, a fenced plots since August 2012, with total exclusion of cattle graze; and a opened plot with only poles in the corners to demarcate the place, and cattle have free access for graze. Our main expectative is that abundance, richness, biomass and composition of arenofauna will be different when grazed and ungrazed areas were compared. Ground dwelling spiders were sampled with Pitfall traps in springs of 2011, 2012 and 2013, and seasonally in autumn (May), winter (September) and spring (November) 2015 and summer (February) 2016. Statistical analyses were performed using Stundents’ Test, ANOVA and ANOSIM. Linyphiidae and Lycosidae were the most abundant and richer families. Results of 2011, 2012 and 2013 were no significant different in spider abundance and richness when grazed and ungrazed plots were compared. However, raw data suggest higher values of abundance in grazed areas than ungrazed ones. In 2015/2016 samples, spider abundance and richness were not significant different between grazed and ungrazed areas. Raw data suggest that grazed areas abundance and richness was higher than in ungrazed though. Although summer was the richer season in general, winter was the richer season separately in grazed and ungrazed areas. Despite the previous results, abundance of the most abundant species were significant different between grazed and ungrazed areas in general and in each season. Spider biomass was not significant different in any year when grazed and ungrazed areas were compared. However, biomass of most abundant species were significant different seasonally and in each season in 2015/2016. Grazed and ungrazed areas are still very similar even after almost four years of cattle exclusion in terms of spider abundance and biomass. Only most abundant species demonstrate a significant difference between grazed and ungrazed areas in terms of abundance and biomass, with higher values in grazed plots.

A crescente demanda energética traz a necessidade de desenvolvimento de novos combustíveis renováveis, visando à menor emissão de partículas e poluentes ao meio ambiente e a substituição dos derivados de petróleo. Atualmente, pesquisas com a utilização de biomassa lignocelulósica vêm sendo desenvolvidas com o objetivo de tornar o processo de produção de etanol de segunda geração economicamente viável. O arundo (Arundo donax L.) é uma gramínea de crescimento rápido, alto rendimento de biomassa e pode ser cultivada em áreas marginais, que em função de características de cultivo, crescimento e produtividade apresenta potencial para produção de etanol de segunda geração. O presente trabalho teve como objetivo estabelecer as melhores condições de pré-tratamento, hidrólise e fermentação da biomassa de Arundo donax L. visando à produção de etanol. Três pré-tratamentos foram testados: pré-tratamento ácido, pré-tratamento ácido seguido de pré-tratamento alcalino e pré-tratamento alcalino. Foram avaliadas variáveis de cada pré-tratamento utilizando planejamento composto central rotacional através da metodologia de superfície de resposta Após a otimização das condições de pré-tratamento, foram avaliadas as variáveis carga enzimática e relação sólido:líquido nos rendimentos de glicose e xilose na hidrólise enzimática. Por fim, foram avaliadas condições de fermentação dos hidrolisados obtidos na hidrólise enzimática e fermentação e hidrólise simultâneas da biomassa pré-tratada. No pré-tratamento da biomassa as concentrações de glicose e xilose liberadas na hidrólise enzimática da biomassa pré-tratada, apenas com ácido sulfúrico, variaram de 6,2 a 19,1 g L-1 e 1,8 a 3,1 g L-1, respectivamente. A adição de pré-tratamento alcalino possibilitou aumento significativo da concentração de açúcares liberados. O uso apenas de pré-tratamento alcalino resultou em concentrações de glicose e xilose que não diferiram estatisticamente dos obtidos com pré-tratamento em duas etapas. As concentrações de 5-hidroximetilfurfural e furfural não diferiram significativamente entre os pré-tratamentos testados. Na hidrólise enzimática apenas a relação sólido:líquido apresentou efeito significativo nas concentrações de glicose e xilose. Os rendimentos de etanol obtidos pelo processo de sacarificação e fermentação simultâneas foram superiores aos obtidos quando a hidrólise e fermentação foram conduzidas em etapas separadas. Os maiores rendimentos de etanol foram obtidos com carga de sólidos de 200 g L-1, e 25 FPU g-1 na etapa de pré-hidrólise. / The growing energy demand brings the need for development of new renewable fuels, aiming to reduceemission of particles and pollutants into the environment as well as substitution of petroleum products. Nowadays, researches using lignocellulosic biomass have been developed with the objective of making the production process of second generation ethanol economically viable. Arundo donax L., is a perennial grass presenting high biomass production and ability of growing in different environments, which due to the cultivation characteristics, growth and productivity presents potential as raw material for production of second generation ethanol. The present work envisages to establish the best pre-treatment hydrolysis and fermentation conditions for the biomass of Arundo donax L. aiming to ethanol production. Three pretreatments were tested: acid pretreatment, acid pretreatment followed by alkaline pretreatment and alkaline pretreatment. Variables of each pretreatment were evaluated using central rotational composite design through response surface methodology.After optimization of the pretreatment conditions, the influence of enzymatic loading and solid-to-liquid ratio variables in the glucose and xylose yields by the enzymatic hydrolysis were evaluated. Finally, the fermentation conditions of the hydrolysates obtained in the enzymatic hydrolysis and simultaneous fermentation and hydrolysis of the pretreated biomass were evaluated The amounts of glucose and xylose released by enzymatic hydrolysis of the Arundo biomass obtained from acid pretreatment ranged from 6.2 to 19.1 g/L and 1.8 to 3.1 g/L, respectively. The addition of an alkaline pretreatment led to a higher yield from the enzymatic hydrolysis with the average glucose concentration 3.5 times that obtained after biomass hydrolysis with an acid pretreatment exclusively. The use of an alkaline pretreatment alone resulted in glucose and xylose concentrations similar to those obtained in the two-step pretreatment: acid pretreatment followed by alkaline pretreatment. There was no significant difference in 5-hydroxymethylfurfural, furfural or acetic acid concentration among the pretreatments. In the enzymatic hydrolysis, only a solid-to- liquid ratio showed a significant effect on glucose and xylose concentrations. The ethanol yields obtained by the simultaneous hydrolysis and fermentation process are higher than those obtained when the hydrolysis and fermentation were conducted in separate steps. The highest ethanol yields were obtained with solids loading of 200 g L-1, and 25 FPU g-1 in the prehydrolysis step.

Atualmente o óleo microbiano está sendo intensivamente estudado com a intenção de suprir o mercado que o consome, principalmente tendo um grande interesse no emprego como uma fonte alternativa de biocombustível, sendo limpa e renovável. Com o objetivo de otimizar a produção do óleo microbiano, o presente trabalho avaliou a produção de biomassa, lipídeos e composição de ácidos graxos da levedura Candida zeylanoides QU 33 quando cultivada em diferentes fontes de carbono (lactose, glicose, glicerol e xilose), nitrogênio (sulfato de amônio, nitrato de amônio, peptona e extrato de levedura), assim como diferentes condições de cultivo (temperatura, agitação, pH e razão carbono/nitrogênio). Este trabalho também apresenta uma técnica de triagem de acumulo de lipídeo intracelular, com a metodologia do Vermelho de Nilo, na qual as células boas acumuladoras de lipídeo emitiram fluorescência amarelo-ouro. A composição de ácidos graxos do óleo produzido pela C. zeylanoides QU33 quando cultivada em glicose com diferentes fontes de nitrogênio apresentou potencial na utilização como matéria prima tanto para o biodiesel quanto para indústria de alimentos. O uso combinado de glicose com sulfato de amônio pela C. zeylanoides QU33 resultou na produção de óleo com elevado teor de ácidos graxos poli-insaturados. Feita a triagem dos fatores que mais interferiram na produção do óleo microbiano, foi delineado um modelo experimental usando a metodologia de superfície de reposta a fim de otimizar a produção de lipídeo intracelular por esta levedura. / Currently, microbial oil is being intensively studied aiming to suply the consumer market, especially with a great interest in its use as an alternative source of biofuel, clean and renewable. Aiming the optimization of the production of microbial oil, in the present work it was evaluated the production of biomass, lipids and the fatty acid composition of the yeast Candida zeylanoides QU 33 when cultivated with different carbon sources (lactose, glucose, glycerol and xylose), nitrogen (ammonium sulfate, ammonium nitrate, peptone and yeast extract), as well as different culture conditions (temperature, shaking speed, pH and carbon/nitrogen ratio). A new screening methodology for the evaluation of intracellular lipid accumulation is also presented, using Nile Red, in which the cells that are good lipid producers present a golden-yellow fluorescence. The fatty acid composition of the oil produced by C. zeylanoides QU33 cultivated in glucose and different nitrogen sources presented potential for use as raw material for biodiesel production or at the food industry. The combined use of glucose and ammonium sulfate by C. zeylanoides QU33 resulted in the production of oil with elevated levels of polyunsaturated fatty acids. After the evaluation of the factors that mainly interfered in the production of microbial oil, an experimental model was designed using the response surface methodology for optimization of the production of intracellular lipids by this yeast.