CAPES; Fundação Araucária / Foi avaliado os efeitos da inclusão de gordura protegida na dieta em ovinos em relação ao consumo, digestibilidade, balanço de nitrogênio, pH ruminal, nitrogênio amoniacal (N-NH3) e açúcares totais (CHO). O experimento foi realizado na Unidade de Ensino e Pesquisa de Metabolismo Animal, da Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Câmpus Dois Vizinhos, no período de julho a setembro de 2014. Teve duração de 90 dias, sendo 10 dias de adaptação ao ambiente, com 4 períodos experimentais de 20 dias, sendo 15 para adaptação a dieta e 5 dias para as coletas de fezes, sobras e urina, destes 5 dias, em 4 dias foram coletadas amostras do fluído ruminal. Foram utilizados 4 ovinos machos, sem raça definida, castrados e fistulados no rúmen com peso médio de 50±14kg, distribuídos em um delineamento experimental quadrado latino 4x4, onde os dados foram submetidos a análise de variância e regressão em função da inclusão da gordura. Os animais foram alimentados com concentrado á base de farelo de soja, farelo de trigo e milho com diferentes níveis de inclusão de gordura protegida, sendo o tratamento controle (sem adição de gordura protegida), e os outros três com níveis de inclusão de gordura protegida (2,0%, 4,0% e 6,0% da matéria seca) o volumoso utilizado foi o feno de Tífton 85. Os animais ficaram mantidos em gaiolas metabólicas, com alimento fornecido duas vezes ao dia, às 08:00 e às 16:00 horas. Não houve efeito da inclusão de gordura para consumo e digestibilidade da MS e dos nutrientes, exceto para o consumo de extrato etéreo com efeito linear positivo para (CEE = 22,80 +11,98x) e efeito linear positivo para o coeficiente de digestibilidade no extrato etéreo, sendo representado pela equação CDEE = 87,45+ 0,61x. Em relação ao pH ruminal, não houve efeito do tratamento em relação a adição de gordura, com valor médio de 6,03, porém houve em relação ao tempo, com efeito cúbico (P<0,05), no tratamento com adição de 2,0% de gordura protegida (pH= 6,07-0,02X- 0,01X²- 0,01X³). Sobre a concentração de N-NH3 observou-se efeito cúbico (P<0,05) dos níveis de inclusão de gordura (N- H3=10,50+0,79X + 0,11X² -0,02X³), e efeito cúbico em função do tempo, para o tratamento controle, com a equação N-NH3=9,07-0,08X-0,01X²- 0,01X³. Em relação à concentração de açúcares totais, observou-se efeito cúbico (P<0,05), em função do aumento dos níveis de gordura (CHO= 63,67-2,40X-0,43X²-0,07X³) e efeito quadrático (P<0,05) em função do tempo após a alimentação para o tratamento com adição de 2,0% de gordura protegida (CHO = 61,74 + 1,18X + 0,05X²). Recomenda-se inclusão de gordura protegida em até 6,0% nas dietas com alto teor de concentrado, pois mesmo com os efeitos observados, os valores finais das variáveis ficaram dentro do esperado, sem afetar o desenvolvimento dos animais . / It assessed the effects of inclusion of protected fat in the diet of sheep in relation to consumption, digestibility, nitrogen balance ruminal pH, ammonia (N-NH3) and total sugars (CHO). The experiment was conducted at the Unidade de Ensino e Pesquisa de Metabolismo Animal, da Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Câmpus Dois Vizinhos, from July to September 2014. It lasted 90 days, with 10 days of adaptation to the environment, with four experimental periods of 20 days, 15 for adaptation to diet and 5 days for the collection of feces, urine and leftovers, these 5 days, 4 days of ruminal fluid samples were collected. 4 male sheep were used, mixed breed, neutered and rumen with an average weight of 50 ± 14 kg, distributed in a Latin square design 4x4, where the data were subjected to analysis of variance and regression due to the inclusion of fat. The animals were fed with concentrate based soybean meal, wheat bran and corn with different levels of inclusion of protected fat, with the control treatment (no addition of protected fat), and the other three with inclusion levels protected fat (2,0%, 4,0% and 6,0% of dry matter) the roughage used was Tifton 85 hay the animals were kept in metabolic cages, with food provided twice a day, at 08:00 and 16:00. No effect of the inclusion of fat intake and digestibility of MS and nutrients, except for the consumption of ether extract positive linear effect (CEE = 22,80 + 11,98x) and positive linear effect for the digestibility in ether extract, being represented by the equation CDEE = 87,45 + 0,61x. Regarding the ruminal pH, there was no effect of treatment with added fat, with an average value of 6,03, but was over time with a cubic effect (P<0,05) in treatment with addition of 2,0% protected fat (pH = 6,07-0,02X-0,01X² - 0,01X³). On the concentration of NNH3 cubic effect was observed (P<0,05) levels of inclusion of fat (N - NH3 = 10,50 + 0,79X + 0,11X² - 0,02X³) and cubic effect versus time for the control treatment with NNH3 = 9,07 - 0,08X - 0,01X² - 0,01X³ equation. Regarding the concentration of total sugars, there was a cubic effect (P<0,05), due to increased levels of fat (CHO = 63,67-2,40X-0,43X²- 0,07X³) and effect a quadratic (P<0,05) as a function of time after feeding for treatment with addition of 2,0% fat protected (CHO= 61,74+ 1,18X+ 0,05X²). It is recommended inclusion of fat protected by up to 6,0% in diets with high concentrate, because even with the observed effects, the final values of the variables were within the expected range, without affecting the development of animals.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A fase cefálica de secreção de insulina (FCSI) ocorre dentro da fase cefálica da digestão, em aproximadamente dez minutos entre a estimulação oro-sensorial pelo alimento e o início da absorção deste e determina um incremento rápido dos níveis basais de insulina. A FCSI parece ser importante para a tolerância normal à glicose. A hipótese deste estudo é de que a insulina secretada na fase cefálica da digestão teria ações direcionadas para o tecido microvascular, com conseqüente recrutamento capilar. Estudos recentes com indivíduos sadios têm mostrado a associação entre função microvascular e componentes dietéticos. Padrões alimentares saudáveis e intervenções nutricionais com alimentos específicos representam estratégias preventivas e terapêuticas não-farmacológicas para redução da inflamação e do risco metabólico e cardiovascular associados. O estudo de consumo alimentar inserido nesta pesquisa objetivou identificar associações entre componentes dietéticos e a função microvascular em indivíduos saudáveis. Após avaliação clínica e laboratorial, 39 voluntários saudáveis foram submetidos a dois exames de videocapilaroscopia do leito ungueal, com um intervalo de dez minutos entre os mesmos. Neste intervalo, conforme randomização, uma refeição com ótima apresentação e aroma foi apresentada (estímulo sensorial) ou não (controle). Coletas sangüíneas foram realizadas aos 3, 9 e 15 minutos após a apresentação do estimulo, para avaliação dos níveis de insulina e polipeptídeo pancreático (PP), marcadores bioquímicos da fase cefálica da digestão. Durante todo o exame medidas de fluxo e vasomotricidade foram realizadas pela técnica de laser-Doppler fluxometria. Após o exame, foi realizada iontoforese transdérmica de insulina. Todos os participantes responderam a um questionário de freqüência alimentar (QFA), relativo ao hábito de consumo dietético dos últimos 12 meses. O estudo da resposta microvascular à fase cefálica comparou as diferenças de densidade capilar funcional e fluxo capilar nos grupos experimental e controle, antes e após o estímulo sensorial, e sua correlação com a variação de insulina e PP. O estudo de consumo alimentar avaliou correlações entre componentes dietéticos e recrutamento capilar no exame basal (antes do estímulo) em toda amostra. Após o intervalo, o grupo que recebeu o estímulo sensorial teve sua densidade capilar funcional (DCF) aumentada. A variação de insulina não diferiu entre os grupos e a de PP foi maior no grupo estimulado, sendo também correlacionada positivamente como aumento na DCF. A velocidade máxima de perfusão pósisquemia também aumentou no grupo estimulado, enquanto o tempo para alcançar esta velocidade máxima diminuiu. O estudo do consumo alimentar revelou associações positivas entre o consumo de cálcio, selênio e laticínios e recrutamento capilar na amostra total. Em conclusão, o consumo alimentar de cálcio, selênio e laticínios foi associado com maior recrutamento capilar em indivíduos sadios. Nestes indivíduos a microcirculação cutânea respondeu ao estímulo da fase cefálica da digestão com recrutamento capilar e aumento de fluxo sanguíneo microvascular. / The cephalic phase of insulin secretion (CPIS) occurs within the cephalic phase of digestion, in approximately ten minutes between the oral-sensorial stimulation elicited by the food to be consumed and the beginning of its absorption. It determines a rapid increase in insulin levels. The CPIS is believed to be important for normal glucose tolerance. The hypothesis of this study is that insulin secreted during cephalic phase would also have actions targeting microvascular tissue, with resulting capillary recruitment. Recent studies with healthy subjects have shown an association between microvascular function and dietary factors. Healthy eating patterns and nutritional interventions with specific food items represent non-pharmacological preventive and therapeutic strategies for reducing inflammation and cardio-metabolic associated risk factors. The study of food intake included in this research aimed to identify associations between dietary intake and microvascular function in healthy subjects. After clinical and laboratorial assessment, 39 healthy men underwent two nailfold videocapillaroscopies, with an interval of 10 minutes between them. In this interval, according to randomization, they were subjected to a great-looking breakfast tray (CPIS group) or to nothing (control group). Blood samples were drawn at 3, 9 and 15 minutes after the stimulus presentation to assess insulin and pancreatic polypeptide (PP) levels, which are markers of cephalic phae of digestion. Throughout the exam, microflow and vasomotion were measured by laser-Doppler flowmetry. After the exam insulin iontophoresis was performed. All participants answered a food-frequency questionnaire (FFQ) regarding their dietary intake in the last 12 months. The assessment of microvascular response to CPIS compared differences in functional capillary density (FCD) and microflow in the CPIS and control groups, pre- and post-stimulus and their correlations with changes in insulin and PP. The study of food intake attempted to identify correlations between dietary factors and functional capillary recruitment pre-stimulus in the total sample. After the interval, the CPIS group had significantly increased basal and peak FCD. Insulin variation was not different between groups. PP was significantly increased in the CPIS group and its variation was positively correlated with FCD increase. Resting red blood cell velocity (RBCV) and peak RBCV were also significantly increased and time taken to reach peak RBCV, decreased. The study of food intake revealed positive associations between calcium, selenium and dairy intakes and functional capillary recruitment in the total sample. In conclusion, skin microcirculation is activated during cephalic phase of digestion. Selenium, calcium and dairy intakes are positively associated with capillary recruitment in healthy men.

In light of constant research regarding the development of alternate fuels, anaerobic digestion of grains diluted in process water from a wastewater treatment plant has been investigaed by starting biogas reactors to produce methane. The possibility of using the sludge from the reactors as fertilizer was also explored. The experiment ran for 90 days of which three days were used to collect samples over a 24-hour period. Variables monitored were associated to process stability, consistency and production. The results of the 24-hour periods show that volatile fatty acids concentrations increase immediately following feeding, peak a few hours later then decrease. Gas production is most efficient at the beginning of the period then stagers after about 20 hours. Results of the 90-day period resemble the 24-hour results; high volatile fatty acid (VFA) concentrations are often linked to low gas production and methane concentrations. The results indicate that certain types of process waters are better suited as dilution liquids than others i.e. digested sludge is better than centrifugation water, though overall gas production in all reactors averaged ca 650 ml/ g volatile solids loaded. With regards to fertilizer use, Cr was the only metal that was measured in unacceptable quantities. Fertilizing the land is not a problem seen from the heavy metals perspective. There is, however, a need for further research and process development before any full-scale digestion processes of this type are initiated.

Nesta pesquisa buscou-se estudar o tratamento anaerÃbio de diferentes tortas de oleaginosas, resÃduos da produÃÃo do biodiesel, usando reatores anaerÃbios em batelada com diferentes configuraÃÃes, a fim de gerar biogÃs e um resÃduo mais estÃvel do ponto de vista ambiental. Foi estudada a digestÃo anaerÃbia das tortas de mamona e algodÃo, inoculadas com lodo de reator UASB. A pesquisa foi dividida em trÃs fases. Na primeira fase, estudou-se a digestÃo anaerÃbia das tortas de mamona e algodÃo, com duas proporÃÃes entre inÃculo e sÃlidos volÃteis. Na segunda fase, verificou-se o impacto do adsorvente zeolita na reduÃÃo da concentraÃÃo de amÃnia e avaliou-se sua influÃncia na produÃÃo de biogÃs da torta de mamona. Foram testadas duas zeolitas naturais com diferentes caracterÃsticas fÃsicas e comparadas com reatores sem a inclusÃo do adsorvente. Na terceira fase, foram desenvolvidos experimentos fÃsico-quÃmicos a fim de acelerar a hidrÃlise dos substratos e, consequentemente, melhorar o desempenho dos reatores. Testaram-se prÃ-tratamentos tÃrmico, ultrasÃnico, Ãcido e alcalino, e seus efeitos na produÃÃo de metano foram avaliados estatisticamente por meio de experimento fatorial multivariado. A pesquisa mostrou que à possÃvel produzir metano a partir das tortas de oleaginosas, com atà 0,194 CH4 g-1SV, para a torta de mamona, e 0,243 L CH4 g-1SV e 65 % de metano no biogÃs, para ambos os substratos. Compostos recalcitrantes presentes na composiÃÃo das tortas e a produÃÃo de substÃncias inibidoras impedem uma maior degradaÃÃo dos substratos e consequente maior produÃÃo de metano. Uma maior relaÃÃo entre inÃculo e sÃlidos volÃteis proporciona condiÃÃes mais favorÃveis à digestÃo anaerÃbia, com maior produÃÃo de biogÃs por sÃlidos adicionados, contudo, resulta numa menor produÃÃo de metano por volume de reator. A adiÃÃo de zeolita ao meio proporcionou uma reduÃÃo da concentraÃÃo de amÃnia e consequente aumento da produÃÃo de metano, embora o seu custo de aplicaÃÃo deva ser avaliado. O experimento multifatorial mostrou a influÃncia do substrato na produÃÃo de metano, no entanto, o uso dos prÃ-tratamentos nÃo surtiram efeito na produÃÃo de metano. A produÃÃo de metano atravÃs da digestÃo anaerÃbia de tortas de oleaginosas à possÃvel, contudo uma maior eficiÃncia do processo ainda à necessÃria. / This research aimed to study the anaerobic treatment of different oilcake, biodiesel production waste using anaerobic batch reactors with different configurations, in order to generate biogas and a more stable waste in a environmental point of view. We studied the anaerobic digestion of castor and cotton oilcake inoculated with sludge from a UASB reactor. The study was divided into three phases. In the first phase, we studied the anaerobic digestion of castor and cotton oilcake, with two different inoculum:substrate ratios based volatile solids. In the second phase, we studied the impact of the zeolite adsorbent to reduce the concentration of ammonia and its influence on the biogas production of castor oilcake. Two natural zeolites with different physical characteristics were tested and compared to reactors without the inclusion of the adsorbent. In the third phase, were avaliated physicochemical treatments to accelerate the hydrolysis rate of substrate and thereby improve the performance of the reactors. It were tested thermal, ultrasonic, acid and alkaline treatment, and their effects on methane production were analyzed by means of multivariate factorial experiment. Research has shown that methane can be produced from oilseed cakes, with up to 0.194 LCH4.g-1VS for castor oilcake, and 0.243 LCH4.g-1VS and 70% methane in the biogas, for both substrates. Recalcitrant compounds present in the composition of oicake and the production of inhibitory substances prevent further degradation of the substrates and increased production of methane. A higher ratio of inoculum and volatile solids provides more favorable conditions for anaerobic digestion with biogas production increased by volatile solids added, however, results in lower production of methane per reactor volume. Adding zeolite to the medium led to a reduction of the ammonia concentration and consequent increase in methane production while the cost of application should be assessed. The multifatorial experiment showed the influence of substrate in methane production, however, the use of pre-treatments had no effect on the production of methane.

O processo de liquefação hidrotermal (HTL) pode converter diversos tipos de biomassa em óleo bruto. Além do produto principal, é gerado um efluente (PHWW) com elevada carga orgânica, quantidades altas de nutrientes e compostos tóxicos. Para lidar com este tipo efluente tem-se sugerido a combinação de tratamentos físico-químicos e biológicos. O objetivo deste estudo foi avaliar a aplicação de processos oxidativos (por H2O2 e fotocatálise com TiO2) e digestão anaeróbia no tratamento do efluente da liquefação hidrotermal de Spirulina. Inicialmente caracterizou-se o efluente em termos de carga orgânica, nutrientes e compostos nitrogenados cíclicos (CNC). Posteriormente, avaliou-se a concentração de oxidante e o tempo de reação no processo de oxidação com H2O2. O tratamento fotocatalítico foi então avaliada no tratamento do efluente em questão, isoladamente, em sequência e combinada ao processo de oxidação por ação de H2O2. Finalmente combinaram-se os processos de oxidação por ação de H2O2 e digestão anaeróbia no tratamento de efluente de PHWW. O efluente da liquefação hidrotermal de Spirulina apresentou elevada carga orgânica, pH alcalino e concentrações altas de nutrientes (nitrogênio e fósforo). Verificou-se também a presença de CNC como pirazinas, &delta;-valerolactama, caprolactama e butirolactama. A aplicação do processo oxidativo por H2O2 no tratamento de PHWW apresentou efeitos positivos, principalmente para a descoloração que atingiu 93,8 %. A eficiência máxima de remoção de DQO foi de 15,3%. Foi percebida também redução nas concentrações dos CNC. A eficiência do processo de oxidação avançada por fotocatálise e H2O2 foi maior do que obtida quando estes processos foram aplicados separadamente. A aplicação dos processos combinados apresentou eficiência de remoção de cor e DQO semelhante às obtidas quando os processos foram aplicados em sequência, propiciando economia de tempo de reação. Por fim, verificou-se que a digestão anaeróbia do efluente pré-tratado com H2O2 apresentou maior produção de CH4 e remoção de matéria orgânica quando comparada com a digestão anaeróbia que o efluente in natura. Assim, conclui-se a utlização de processos oxidativos avançados ou a combinação da oxidação por H2O2 com a digestão anaeróbia são alternativas promissoras para o tratamento da PHWW. / The hydrothermal liquefaction process (HTL) can convert various types of biomass into bio-crude oil. In addition to the main product, wastewater (PHWW) is generated with high organic content, high amounts of nutrients and toxic compounds. To cope with this type of wastewater the combination of physicochemical and biological treatments has been suggested. The aim of this study was to evaluate the application of oxidative processes (using H2O2 and photocatalysis with TiO2) and anaerobic digestion in the treatment of hydrothermal liquefaction of Spirulina wastewater. Firstly, PHWW was characterized in terms of organic matter, nutrients and nitrogen heterocyclic compounds (CNC) concentrations. Secondly, the oxidant concentration and the reaction time in the oxidation process using H2O2 was evaluated. Photocatalytic treatment was then tested isolated, in sequence and combinated with the oxidation processo using H2O2. Finally, oxidation with H2O2 and anaerobic digestion were combinated and evaluated. The PHWW showed high organic load, alkaline pH and high concentrations of nutrients (nitrogen and phosphorus). The presence of CNC as pyrazines, &delta;-valerolactam, caprolactam and butyrolactam was also verified. The application of the oxidative process using H2O2 showed positive effects mainly for color removal, which reached 93.8%. The maximum efficiency of COD removal was 15.3%. Reduction in CNC concentrations was also observed . The efficiency of the advanced oxidation process (by combining photocatalysis and H2O2) was greater than that obtained when these processes were applied separately. The application of the combined process presented color and COD removal efficiencies similar to those obtained when the processes were applied in sequence, allowing reaction time savings. Finally, the anaerobic digestion of pre-treated (with H2O2) PHWW showed a greater CH4 production and higher organic matter removal, compared to anaerobic digestion of in natura PHWW. Thus it is possible to conclude that the utlization of advanced oxidation processes or the combination of oxidation with H2O2 and anaerobic digestion are promising alternatives for the treatment of PHWW.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de NÃvel Superior / O caju possui componentes que lhe conferem o tÃtulo de alimento funcional, sendo assim considerado, por se subentender que este atende as necessidades nutricionais e possui funÃÃo agregada à saÃde pela riqueza em fibras, minerais, vitaminas, compostos fenÃlicos e aÃÃo antioxidante. Em termos de nutriÃÃo nÃo à suficiente determinar apenas o conteÃdo total de nutrientes de determinado alimento, mas tambÃm conhecer a bioacessibilidade, ou seja, a quantidade absorvida e utilizada pelo organismo. Nesse contexto o objetivo desse trabalho foi determinar a bioacessibilidade dos minerais cobre, ferro e zinco, Ãcido ascÃrbico, compostos fenÃlicos e atividade antioxidante total, em suco integral e em subproduto do pseudofruto de caju, uma vez que uma melhor compreensÃo da contribuiÃÃo nutricional desses elementos no organismo se faz necessÃria. Considerando a escassez de estudos sobre os percentuais bioacessÃveis de nutrientes em suco de caju, seus produtos e subprodutos, neste estudo, o suco integral e a fibra de caju foram submetidos a um processo de digestÃo gastrointestinal simulada in vitro onde estes foram analisados antes e apÃs essa digestÃo e tiveram seu conteÃdo de cobre, ferro e zinco, componentes bioativos (Ãcido ascÃrbico, compostos fenÃlicos totais e atividade antioxidante total pelo mÃtodo ABTS) avaliados. Como resultado, para o suco integral de caju, os percentuais bioacessÃveis do conteÃdo dos minerais cobre e ferro se apresentaram >10%, para o zinco este teor foi <5%, enquanto que para a fibra de caju, os percentuais bioacessÃveis para estes minerais foram menores que 5% para os trÃs minerais analisados. Para a porcentagem bioacessÃvel de Ãcido ascÃrbico, compostos fenÃlicos totais e atividade antioxidante total do suco integral os percentuais de bioacessibilidade ficaram sempre >25%, enquanto que para a fibra, os teores bioacessiveis ficaram em torno de 15%, sugerindo que o suco integral se apresenta como fonte mais relevante de antioxidantes naturais bioacessÃveis, podendo sua ingestÃo diÃria, teoricamente, contribuir na proteÃÃo contra diversas doenÃas, com base no que se refere ao seu potencia antioxidante. / Cashew has components that confer the title of functional food, and therefore considered, by itself imply that meets the nutritional needs and health aggregate function has the richness in fiber, minerals, vitamins, phenolic compounds and antioxidant action. In terms of nutrition is not sufficient only to determine the total content of nutrients in a food, but also know the bioaccessibility i.e. the amount absorbed and utilized by the body. In this context, the objective of this study was to determine the bioaccessibility minerals copper, iron and zinc, ascorbic acid, phenolics and total antioxidant activity in whole cashew juice and cashew byproduct of the pseudofruit, since a better understanding of the nutritional contribution of these elements the body is necessary. Given the scarcity of studies on the percentage of nutrients in bioavailability cashew juice, their products and by products, this study, the whole cashew apple juice and cashew byproduct of the pseudofruit underwent a simulated gastrointestinal digestion process in vitro where they were analyzed before and digestion and after that had their content of copper, iron and zinc, bioactive compounds (ascorbic acid, total phenolics and total antioxidant activity by TEAC method) assessed. As a result, for the whole cashew apple juice, percentages bioavailability the mineral content of copper, iron showed> 10% for zinc this level was <5% where as for the product, the percentages for these minerals were bioavailability in about <5%. For bioavailability percentage of ascorbic acid, total phenolics and total antioxidant activity from whole cashew apple juice bioaccessibilityâs percentages were always> 25%, while for the byproduct bioavailability levels were around 15%. May be suggested that the whole cashew apple juice presents as most relevant source of natural antioxidants bioavailability, your daily intake can lead to positive health outcomes.

A indústria de laticínios no Brasil gerou no 2014 em torno de 88,5 bilhões de litros de efluente, o resíduo gorduroso (RG) separado no tratamento deste efluente, atualmente carece de tratamento. A digestão anaeróbia (DA) é uma opção de tratamento a partir da qual é possível, entre outras coisas, obter biogás, fonte renovável de energia, que representa uma importante alternativa para compor a matriz energética do país. No entanto, resíduos lipídicos, além de gerar lodos de difícil manejo, descompõem-se em ácidos graxos de cadeia longa (AGCL) que inibem os microrganismos metanogênicos. Como estratégia para tratar efetivamente este resíduo, avaliou se um sistema de co-digestão anaeróbia empregando RG advindo da caixa de gordura de um laticínio, e, bagaço de cana de açúcar (BCA) pré-tratado em condições sub e supercríticas de CO2: (i) 40°C / 70 bar (ii) 60°C / 200 bar e (iii) 80°C / 200 bar, com e sem adição de NaOH, respectivamente. Dos pré-tratamentos avaliados, destaca-se o pré-tratamento com CO2 a 60°C e 200bar pelo qual foi possível remover 8,07% de lignina. A produção metanogênica advinda da digestão anaeróbia de bagaço de cana de açúcar foi aumentada em todos os casos nos quais o material foi pré-tratado com CO2 sub e supercrítico, com exceção do caso no qual se utilizou elevada temperatura e NaOH como modificador de polaridade. Os resíduos advindos da caixa de gordura apresentaram elevado potencial metanogênico na faixa de concentração de substrato estudada, sem que nenhuma inibição fosse verificada. A co-digestão de resíduos gordurosos e bagaço de cana, pré-tratados ou não, não apresentou vantagem com relação à mono-digestão dos materiais. / The dairy industry in Brazil generated in 2014 around 88.5 billion litters of effluent, the fatty residue, separated in the treatment of this effluent, currently lacks treatment. Anaerobic digestion is a treatment option from which it is possible, among other things, to obtain biogas, a renewable source of energy, which represents an important alternative to fix the country\'s energy matrix. However, lipid residues form sludges that are difficult to manage and decompose into long chain fatty acids (LCFAs) that are inhibitory to methanogenic microorganisms. As a strategy to effectively treat this residue, we evaluated an anaerobic co-digestion system employing fatty residues from a fat box of a dairy plant, and sugarcane bagasse pre-treated under sub and supercritical CO2 conditions: (i) 40°C / 70 bar (ii) 60°C / 200 bar and (iii) 80°C / 200 bar, with and without addition of NaOH respectively. Of this pre-treatments, stood out the one with CO2 at 60°C and 200 bar by which was achieved the removal of 8.07% of lignin. The methanogenic production from the anaerobic digestion of sugarcane bagasse was increased in all cases in which the material was pre-treated with sub and supercritical CO2, with the exception to the cases in which high temperatures and NaOH were combined. The residues from the dairy fat box showed high methanogenic potential in the concentration range evaluated and no inhibition was verified. The co-digestion of the greasy residues and the sugarcane bagasse with and without pre-treatment, did not present advantage in compare to the mono-digestion of the materials.

Orientador: Prof. Dr. Dácio Roberto Matheus / Coorientadora. Profª. Drª. Neusa Serra / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental, Santo André, 2018. / No Brasil, menos de 0,5% da fração orgânica dos resíduos sólidos urbanos (FORSU) é reciclada. O primeiro capítulo revisa sistematicamente estudos que comparam o ciclo de vida da FORSU quando destinada para a compostagem e a digestão anaeróbia. A revisão aponta lacunas metodológicas na análise do ciclo de vida (ACV) dos subsistemas energético e agrícola e a ausência de discussão sobre a FORSU em ambientes tropicais. No subsistema energético não se tem atentado para a dinâmica de geração e regulação de energia ao avaliar as substituições de diferentes matrizes. A redução das emissões de uso no solo dos fertilizantes substituídos é a principal lacuna do subsistema agrícola, que tem se limitado a análise do estoque de carbono e da redução da produção de fertilizantes. O segundo capítulo analisa o ciclo de vida da FORSU considerando as condições de ambiente tropical. Para tanto, cenários de manejo e gestão foram construídos para compostagem (doméstica e centralizada) e digestão anaeróbia (geração elétrica e biometano), a partir das características de gestão dos RSU e climáticas da Região Metropolitana de São Paulo, considerando as lacunas de análise identificadas no capítulo primeiro. Os cenários resultaram em potencial de aquecimento global de 220,0 a -480,7 kg CO2eq, acidificação de 1,7 a -4,3 kg SO2eq e eutrofização de 0,6 a -4,6 PO43-eq por tonelada destinada a compostagem e 215,6 a -510,2 kg CO2eq, 3,3 a -24,7 kg SO2eq e 0,3 a 3,0 PO43-eq para digestão anaeróbia. Os principais ganhos estão na substituição de ureia e estoque de carbono no solo para compostagem e substituição de carvão na produção elétrica para digestão anaeróbia. No cenário realista de gestão, 3,57 a 3,93 milhões de toneladas de CO2eq ao ano são reduzidas se comparado ao aterramento. Os potenciais de acidificação e eutrofização podem ser reduzidos com a redução no uso de ureia visto que, mesmo na maior metrópole da América Latina, cerca de 70% do composto produzido pode ser aplicado na RMSP e o restante aplicado a menos de 100 km. A integração do setor de resíduos com outros setores, como agrícola e energético ainda é um desafio para a gestão de RSU. Todavia, nesta integração se encontra a maior parcela de ganhos ambientais da destinação da FORSU para compostagem ou digestão anaeróbia. / Less than 0.5% of organic fraction of municipal solid waste (OFMSW) is recycled in Brazil. First chapter systematically reviews studies comparing composting and anaerobic digestion of OFMSW in life cycle approaches. The review points out some methodological gaps in life cycle assessment of energetic and agricultural subsystems and absence of discussion about OFMSW in tropical environments. In energetic subsystem, studies have not observed power generation and regulation dynamics for choosing energy source substitution. The absence of reduction of emissions due to use on land of substituted fertilizers is the main gap in agricultural subsystem, limited to carbon storage and reduction in production of fertilizers. Second chapter assesses the life cycle of OFMSW considering tropical conditions. Therefore, technical and management scenarios were developed for composting (domestic and industrial) and anaerobic digestion (power generation and biomethane) based on climatic and management context of São Paulo's Metropolitan Region, considering the identified gaps in first chapter. The scenarios resulted in potentials of global warming 220,0 to 480,7 kg CO2eq, acidification 1,7 a -4,3 kg SO2eq and eutrophication 0,6 a -4,6 PO43eq per ton treated by composting and 215,6 a -510,2 kg CO2eq, 3,3 a -24,7 kg SO2eq e 0,3 a -3,0 PO43-eq by anaerobic digestion. The main benefits are substitution of urea and carbon storage in soil for composting and substitution of power from coal for anaerobic digestion. For a realistic management scenario 3.57 to 3.93 million tons CO2eq by year might be saved compared to landfilling. Acidification and eutrophication potentials might be reduced with urea use on land diminishment, as even in largest metropolis of Latin American, more than 70% can be applied in agriculture inside metropolis area and the rest transported to less than 100 km. Waste management sector integration with other sectors, as agriculture and energy still poses a challenge to MSW management in Brazil. Although, in this integration we found the greatest environmental benefits of composting and anaerobic digestion of OFMSW.

Orientador: Ranulfo Monte Alegre / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-08T11:49:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Kameyama_Oswaldo_M.pdf: 626173 bytes, checksum: 1cfd056a7e5131b99d1cf82e690e6e65 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Têm-se identificado deficiência de vitaminas em estações de tratamento biológico de efluentes, em especial do ácido fólico, que age como micronutriente para certas bactérias e estimulando seu crescimento. Este trabalho avaliou o efeito de diferentes concentrações de ácido fólico sobre o lodo em condições fisiológicas normais e em respiração endógena. O sistema foi conduzido em batelada a 25ºC±2ºC, vazão de ar de 0,5 L/min e utilizando água residuária sintética, sendo acompanhado a DQO, pH e Sólidos Totais, Sólidos Totais Fixos, Sólidos Totais Voláteis e visualização em microscópio ótico. Os resultados foram comparados ao controle. Os resultados demonstraram que concentrações de 4,0 e 8,0 mg/L de ácido fólico produzem melhora na microfauna do sistema de lodos ativados, sendo que a concentração de 8,0 mg/L ainda foi capaz de aumentar a velocidade de remoção de DQO nas condições fisiológicas normais do lodo e após a respiração endógena. A concentração de 4,0 mg/L apresentou, estatisticamente, resultado semelhante à concentração de 8,0 mg/L para a condição inicial do lodo em respiração endógena, melhorando a velocidade de remoção de DQO. Quanto ao pH e a remoção de DQO não houve alterações provocadas pela adição do ácido fólico, como era esperado / Abstract: They are deficiency of vitamins in sludge of biological wastewater treatment, especially the folic acid, that acts as micronutrient for certain bacteria and stimulating its growth. This work evaluated the effect of different concentrations of folic acid on the sludge in normal physiologic conditions and in endogenous respiration. The system was carried out batch reactor at 25ºC±2ºC, air flow of 0,5 L/min and using synthetic wastewater, being accompanied COD, pH and Total Solids, Fixed Total Solids, Volatile Total Solids and visualization in optic microscope. The results were compared to the control. The results demonstrated that the concentrations of 4,0 and 8.0 mg/L of folic acid produce improvement in the microfauna of the system of activated sludge, and the concentration of 8,0 mg/L was still capable to increase the speed of removal of COD in the normal physiologic conditions of the sludge and in the endogenous respiration. The concentration of 4,0 mg/L presented similar statistical result to the concentration of 8,0 mg/L for the initial condition of the endogenous respiration sludge, improving the speed COD removal. The pH and the COD removal did not have alterations provoked by the addition of the folic acid / Mestrado / Mestre em Engenharia de Alimentos

Quatro bubalinos e quatro bovinos adultos com fístulas ruminais foram utilizados com o objetivo de se estudar os efeitos de diferentes níveis de fibra em detergente neutro na dieta sobre as características de fermentação e digestão ruminal. Foram avaliadas os seguintes parâmetros: degradabilidades da matéria seca, proteína bruta, fibra em detergente neutro do feno de Coast-cross e do farelo de trigo; matéria seca e, proteína bruta do milho em grãos moídos e do farelo de soja; digestibilidade com marcador (Cr2O3); concentração de amônia, produção de ácidos graxos voláteis (acético, propiônico e butírico) e pH do líquido ruminal. Os animais foram delineados em dois Quadrados Latinos (4x4) com arranjo fatorial 4x2 sendo quatro níveis crescentes de FDN na MS (54, 60, 66 e 72%) e duas espécies (bubalinos e bovinos). Cada subperíodo compreendeu 29 dias, sendo 13 de adaptação. Observou-se um efeito significativo (P<0,01) da espécie sobre o pH ruminal, onde os bubalinos apresentaram valor médio (6,78) mais elevado que os bovinos (6,58). Houve efeito da interação tempo x espécie, na concentração de amônia do líquido ruminal somente após 2 horas da alimentação da manhã, onde os bubalinos obtiveram média de 31,76 mg% e os bovinos de 27,74 mg%. Os bubalinos mostraram valores de concentração média de ácidos graxos voláteis, ácido acético e ácido butírico (69,94 mM, 51,31 mM e 6,12 mM) menor (P<0,05) que a dos bovinos (77,96 mM, 56,72 mM e 8,01 mM). Não houve diferença significativa (P>0,05) na concentração de ácido propiônico e na relação acético:propiônico, não sofrendo influência de nenhum dos parâmetros principais analisados. Os bubalinos apresentaram maior desaparecimento ruminal da MS e FDN do feno de Coast-cross e da MS e PB do farelo de soja do que os bovinos, na maioria dos tempos de incubação. O desaparecimento ruminal da PB do feno de Coast-cross foi maior para os bubalinos somente nas últimas horas de incubação. Por outro lado, o desaparecimento ruminal da FDN do farelo de trigo foi mais elevado para os bovinos, somente nas primeiras horas. Para o coeficiente de digestibilidade da MS, houve interação de espécies com níveis de FDN. O coeficiente de digestibilidade da FDN foi influenciada pelos níveis de FDN e para o coeficiente de digestibilidade da PB, não foram notados efeitos de espécies ou níveis de FDN. / Four buffaloes and four cattle rumen fistulated, were used to study the effects of different levels of neutral detergent fiber in the diet on the rumen fermentation and digestion. In situ degradability assay was make of dry matter (DM), crude protein (CP), neutral detergent fiber (NDF) of the Coast-Cross hay (Cynodon dactylon) and the concentrate mixture; digestibility with marker (Cr2O3); ammonia concentration, production of volatile fatty acids (acetic, propionic and butyric) and pH in the ruminal liquid. The animals were designed in two Latin Square experiment (4x4). Treatments were applied in factorial 4 x 2 with four rations with increasing levels of NDF (54, 60, 66 and 72%) and two animal species (buffaloes and cattle). Twenty-nine days subperiods were used, the first thirteen for diet's adaptation. A significant effect was observed (P<0,01) in the species on the ruminal pH, with average of 6.78 in buffaloes and of 6.58 in cattle. There was effect of the interaction time x species, in the rumen ammonia concentration only at 2 hours after feeding with buffaloes having mean of 31.76 mg% and cattle 27.74 mg%. Buffaloes had lower (P<0,05) concentration of volatile fatty acids, acid acetic and acid butyric (69.94 mM, 51.31 mM and 6.12 mM) than cattle (77.96 mM, 56.72 mM and 8.01 mM). There was no significant difference (P>0,05) acid propionic concentration and acetic:propionic relation. The buffaloes showed higher ruminal disappearance of DM and NDF of the Coast-cross hay and DM and CP of the soybean meal than the cattle, in most of the times of incubation. The ruminal disappearance of CP of Coast-cross hay went higher for the buffaloes only in the last hours of incubation. On the other hand, the ruminal disappearance of NDF of wheat bran went higher for the cattle only in the first hours. There was interaction of species with levels of NDF for digestibility coefficient of the DM. The digestibility coefficient of NDF was only influenced by the levels of NDF. The digestibility coefficient of CP wasn't noticed effects of species or levels of NDF.