Submitted by Roberta Lorenzon (roberta.lorenzon@fgv.br) on 2011-05-30T14:35:33Z No. of bitstreams: 1 65080100005.pdf: 1894596 bytes, checksum: aff5e677f55747aa84117f1aa9fc6126 (MD5) / Approved for entry into archive by Gisele Isaura Hannickel(gisele.hannickel@fgv.br) on 2011-05-30T14:44:59Z (GMT) No. of bitstreams: 1 65080100005.pdf: 1894596 bytes, checksum: aff5e677f55747aa84117f1aa9fc6126 (MD5) / Approved for entry into archive by Gisele Isaura Hannickel(gisele.hannickel@fgv.br) on 2011-05-30T14:49:32Z (GMT) No. of bitstreams: 1 65080100005.pdf: 1894596 bytes, checksum: aff5e677f55747aa84117f1aa9fc6126 (MD5) / Made available in DSpace on 2011-05-31T15:47:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 65080100005.pdf: 1894596 bytes, checksum: aff5e677f55747aa84117f1aa9fc6126 (MD5) Previous issue date: 2010-11-19 / This study aims to verify the possibilities of using a sugar mill as a platform for the installation of a biorefinery. The main building blocks for developing a range of products based on sugar were prospectively evaluated. Some products, such as citric acid lysine and sorbitol, are already produced from biomass in the country. Due to the low cost of sugar cane and the availability of fiber for the generation of utilities, the plants proved to be suitable platforms to attach process units, thus generating products with higher added value. The seasonal operation, however, constitutes a big challenge to the viability of these units. The need for fuel storage, for the annual operation of boilers, and for the storage of sugar, molasses or ethanol as raw materials for the process’s attachments, increase the complexity of the operation. Competitive factors such as economies of scale, scope, diversification, differentiation and flexibility were evaluated to provide subsidies for choosing the size of units and types of products and processes. The production of 15,000 tons of sugar cane per day was chosen as a module for efficient production in the region of expansion. This range was adequate for the production of products derived from sucrose that are currently produced in Brazil. However, the production of ethylene by the plant attached routes Ethanol demand milling with capacity to process over 30,000 tons of cane per day. We conducted a case study of a complex involving the production of alcohol, sugar, citric acid, lysine, dry yeast and PHB. At this complex, a soybean oil extraction plant and a biodiesel production plant were attached. The integration of the soy complex showed viability from the point of view of supply of utilities (steam and electricity) and production of feed with soybean meal, lysine and yeast. Soybean production in the remodeling of the sugar cane area has cost reduction benefits of planting and is an alternative integration between energy crops and foods. This production, however, is insufficient to justify the installation of the extractor attached to the biorefinery plants. The biorefinery suggested presented a greater net present value than the single ethanol installation of an autonomous plant used as a reference. For future work were suggested studies of linear programming for the routes of production of intermediate and end products from the building blocks identified, the integration of biorefinery with production of animal protein, with the sorghum and eucalyptus to increase the factor the use of equipment and enable the insertion of advanced technologies such as hydrolysis and gasification processes and production of microalgae for better utilization of CO2. / Este trabalho teve como objetivo verificar as possibilidades de utilização de uma usina de produção de etanol açúcar e energia elétrica como plataforma para implantação de uma biorefinaria. De forma prospectiva, foram avaliados os principais blocos de construção para o desenvolvimento de uma gama de produtos com base em matérias-primas açucaradas. Alguns destes produtos, como o ácido cítrico, a lisina e o sorbitol, já são fabricados a partir de biomassa no país. Devido ao baixo custo do açúcar de cana e da disponibilidade de fibra para geração de utilidades, as usinas se mostraram plataformas adequadas para anexar unidades para geração de produtos com maior valor agregado. A operação sazonal, entretanto, constitui um dos grandes empecilhos para a viabilização destes complexos, levando à necessidade de estocagem de combustível para operação anual das caldeiras, bem como para produção a estocagem de açúcar, melaço ou etanol como matérias-primas para os processos anexos. Fatores de competitividade, como economia de escala, escopo, diversificação, diferenciação e flexibilidade foram avaliados visando fornecer subsídio para escolha do tamanho de unidades e tipos de produtos e processos. A produção de 15.000 toneladas de cana por dia foi escolhida como módulo de produção eficiente para região de expansão. Esta escala se mostrou adequada para a produção dos produtos derivados de sacarose que atualmente são produzidos no Brasil. Entretanto, a integração da produção de eteno por rotas alcoolquímica à usina demanda unidades com capacidade de processamento acima de 30.000 toneladas de cana por dia. Para avaliação das premissas teóricas, foi realizado um estudo de caso de um complexo envolvendo a produção de etanol, açúcar, ácido cítrico, lisina, PHB e leveduras. A este complexo foi anexada uma unidade de extração de óleo de soja e uma planta de produção de biodiesel. A integração do complexo soja se mostrou viável sob o ponto de vista de suprimento de utilidades (vapor e energia elétrica) e produção de rações de farelo de soja com lisina e levedura. A produção de soja na reforma da área de cana apresenta benefícios de redução de custo de plantio, sendo uma alternativa de integração entre culturas energéticas e de alimentos. Esta produção, entretanto, é insuficiente para justificar a instalação de extratoras de soja anexas a usinas. A biorefinaria sugerida apresentou um valor presente líquido superior ao da instalação de uma usina autônoma utilizada como referência. Para futuros trabalhos foram sugeridos estudos de programação linear para as rotas de produção dos produtos intermediários e finais a partir dos blocos de construção identificados, a integração da biorefinaria com unidades de produção de proteína animal, com a cultura do sorgo e eucalipto. Esta integração tem como objetivo aumentar o fator de utilização dos equipamentos e possibilitar a inserção de tecnologias avançadas, por rotas de hidrólise e gaseificação além da produção de microalgas para melhor aproveitamento do CO2.

Submitted by CLAUDIO DAMASCENO PAVANI null (claudio_dp913@hotmail.com) on 2017-07-10T13:24:55Z No. of bitstreams: 1 Tese Claudio_Damasceno _Pavani.docx: 10100219 bytes, checksum: b0579cc0881c7d4a4bd458b37a7be301 (MD5) / Rejected by Monique Sasaki (sayumi_sasaki@hotmail.com), reason: Solicitamos que realize uma nova submissão seguindo as orientações abaixo: A versão final da dissertação/tese deve ser submetida no formato PDF (Portable Document Format). O arquivo PDF não deve estar protegido e a dissertação/tese deve estar em um único arquivo, inclusive os apêndices e anexos, se houver. Por favor, corrija o formato do arquivo e realize uma nova submissão. Agradecemos a compreensão. on 2017-07-13T19:46:29Z (GMT) / Submitted by CLAUDIO DAMASCENO PAVANI null (claudio_dp913@hotmail.com) on 2017-07-17T13:16:54Z No. of bitstreams: 1 Tese Claudio_Damasceno _Pavani.pdf: 4981240 bytes, checksum: c45fa10351f84e64eb25cd201dcc69c9 (MD5) / Approved for entry into archive by LUIZA DE MENEZES ROMANETTO (luizamenezes@reitoria.unesp.br) on 2017-07-18T16:17:22Z (GMT) No. of bitstreams: 1 pavani_cd_dr_jabo.pdf: 4981240 bytes, checksum: c45fa10351f84e64eb25cd201dcc69c9 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-18T16:17:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 pavani_cd_dr_jabo.pdf: 4981240 bytes, checksum: c45fa10351f84e64eb25cd201dcc69c9 (MD5) Previous issue date: 2017-06-22 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / A comunidade mundial busca pela obtenção de biocombustível celulósico, embora ainda seja um grande desafio a desconstrução do arranjo lignocelulósico para obtenção de açúcares livres de forma eficiente e economicamente viável. A fim de superar tais desafios, avanços conquistados pela metagenômica ressaltam sua aplicação como alternativa para compreender e desvendar o grande potencial metabólico presente nos ambientes, buscando encontrar em tais ambientes novas enzimas que atuem de forma eficiente na desconstrução do material lignocelulósico. Neste trabalho utilizou-se, a abordagem metagenômica para caracterização de genes com potencial para degradar biomassa vegetal e também para avaliação da diversidade taxonômica do ambiente ruminal bovino (Cow_1), bem como comparar os dados coletados com outros metagenomas disponíveis. Amostras de conteúdo ruminal de três bovinos machos da raça Nelore foram coletadas para a obtenção da amostra de DNA metagenômico, que posteriormente foi sequenciada pelo sequenciador HiScan SQ (Illumina). Foram obtidas aproximadamente 63 milhões de sequências (Cow _1), 2 x 100 pb. Dentre os 26 filos encontrados o filo Bacteroidetes foi o mais abundante, seguido de Firmicutes e Proteobacteria. Para a anotação gênica foi utilizado os bancos de dados Pfam, GO, KEGG e CAZy. Foram associadas ORFs relacionadas a 86 famílias de Glycoside Hydrolases (GHs), 52 famílias de Carbohydrate-Binding Modules (CBMs), 4 famílias de Auxiliary Activities (AAs), 16 famílias de Carbohydrate Esterases (CEs), 55 famílias de Glycosyl Transferases (GTs), 16 famílias de Polysaccharide Lyases (PLs), 1 família de S-layer homology (SLH) domain e 1 família de cohesina e dockerina, estes genes estão relacionados a formação do complexo enzimático para desconstrução da biomassa vegetal (celulossoma). O metagenoma da cow_1 analisado apresentou maior quantidade de genes relacionados à desconstrução da biomassa vegetal, quando comparados com outros 11 metagenomas. Além disso, os metagenomas dos ambientes lignocelulósicos apresentaram, principalmente, maior abundância de GH3, GH5, GH8, GH10 e GH11, genes que são importantes na degradação da lignocelulose quando comparados com o grupo de metagenomas não lignocelulósico. Os ambientes lignocelulósicos também revelaram maior abundância de sequências de domínios que se ligam na estrutura da celulose (CBM1, CBM10, CBM11, CBM16, CBM3, CBM63, CBM79 e CBM56), domínios que se ligam na estrutura da hemicelulose (CBM35, CBM61, CBM62 e CBM67) e domínios que atuam na estrutura da celulose e xilana (CBM37, CBM44 e CBM59). O metagenoma ruminal mostrou uma grande diversidade de enzimas responsáveis pela degradação da biomassa vegetal, demonstrando seu potencial como fonte de enzimas com potencial biotecnológico. Os metagenomas lignocelulósicos mostraram uma maior abundância de GH3, GH5, GH8, GH10 e GH11, genes que são importantes na degradação de celulose, celobiose, manana, xilana e xilo-oligossacarídeos quando comparados ao grupo não-lignocelulósico. / The world community search to obtain cellulosic biofuel; however the deconstruction of the lignocellulosic arrangement to obtain free sugars in an efficient and economically viable way is still a great challenge. Advances achieved through the metagenomic emphasize its application as an alternative to unfold the great metabolic potential present in the environments in order to overcome such challenges. Thus, a metagenomic approach was used to characterize genes with potential to degrade plant biomass and to evaluate the taxonomic diversity of the Nelore bovine ruminal environment. Samples were collected from three bovine males to obtain the DNA sample, which were sequentially sequenced by the HiScan SQ (Illumina) sequencer. About 63 million sequences, 2 x 100 bp, were obtained. Among the 26 phyla found, Bacteroidetes was the most abundant, followed by Firmicutes and Proteobacteria. For gene annotation was used the Pfam, GO, KEGG and CAZy databases. A total of 86 families of Glycoside Hydrolases (GHs), 52 families of Carbohydrate Binding Modules (CBMs), 4 families of Auxiliary Activities (AAs), 16 Esterase Carbohydrate (CEs), 55 GlycosylTransferases (GTs) Polysaccharide Lyases (PLs), 1 S-homology homology (SLH) domain and 1 family of cohesin and dockerine was associated. these genes are related to the formation of the enzymatic complex for deconstruction of plant biomass (cellulosome). The cow_1 metagenome presented a greater number of genes related to deconstruction of plant biomass when compared to other 11 metagenomes. In addition, the metagenomes of the lignocellulosic environments presented, mainly, greater abundance of GH3, GH5, GH8, GH10 and GH11, genes that are important in the degradation of lignocellulose when compared with the group of non-lignocellulosic metagenomes. Focusing on the CBMs, the metagenomes of the lignocellulosic group showed a greater abundance of CBM1, CBM10, CBM11, CBM16, CBM3, CBM63, CBM79 and CBM56 that bind in the cellulose structure; CBM35, CBM61, CBM62 and CBM67 which bind to the hemicellulose structure; CBM37, CBM44 and CBM59 that act on the structure of cellulose and xylan. The ruminal metagenome showed a great diversity of enzymes responsible for the degradation of the plant biomass, demonstrating its potential as a source of enzymes with biotechnological potential. Lignocellulosic metagenomes showed a greater abundance of GH3, GH5, GH8, GH10 and GH11, genes that are important in the degradation of cellulose, cellobiose, mannan, xylan and xylo-oligosaccharides when compared to the non-lignocellulosic group.