Orientador : Ahmed A. El-Dash / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-14T08:33:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Chang_YoonKil_D.pdf: 5362692 bytes, checksum: 3830fcca6d67a6a8585c62fa4af5e16c (MD5) Previous issue date: 1989 / Resumo: Tem-se conhecimento que a produção de álcool a partir de amido de mandioca tornou-se economicamente inviável, devido ao processo requerer um alto consumo de energia e uso de grande quantidade de água e de enzima ?-amilase e amiloglicosidase na etapa de gelatinização, liquefação e sacarificação do amido. Entretanto, a extrusão termoplástica é considerada uma tecnologia que permite a gelatinização e dextrinização de materiais amiláceos a seco com baixo consumo de energia. Portanto, o objetivo do presente trabalho foi estudar o efeito de variáveis de extrusão (umidade de matéria-prima (13,3 - 26,7 %); temperatura de extrusão (93 - 227ºC) e concentração de ácido (0,006 - 0,074 N)) em propriedades fisico-quimicas do amido de mandi oca, além de definir condições de extrusão que permita uma maior produção de álcool com um menor consumo energético. Outras variáveis fixas no processo de extrusão foram a taxa de compressão (1: 3), a velocidade da rosca (100 rpm) o diâmetro da matriz (4 mm) e a taxa de alimentação (65 g/min). Para definir as condições adequadas do processo foi usado a RSM (metodologia de superfície de resposta), avaliando algumas propriedades fisico-quimicas dos produtos extrusados, tais como viscosidade da pasta a frio e a quente, índice de absorção da água, índice de solubilidade em água, teor de açúcar redutor, taxa de expansão e dureza. A modificação da estrutura do amido também foi estudada com o auxilio de difração de raio-x, calorimetria diferencial de varredura (DSC), microscopia eletrônica (SEM) e a distribuição de peso molecular (PM) do amido examinado pela cromatografia liquida de permeação em gel de alta pressão (HPLC). A energia mecânica desenvolvida no processo foi avaliada em função do torque. O efeito da concentração de ácido foi significativo nas propriedades físicas, químicas estudadas, enquanto que a umidade e temperatura de extrusão também contribuíram significativamente, (p ? 0,05) exceto na viscosidade de pasta a quente. O valor de torque foi influenciado significativamente pela umidade e pela temperatura. Sendo que a primeira variável apresentou o maior efeito. De uma maneira geral, o torque diminuiu com aumento destas variáveis. O efeito da concentração de ácido no rendimento em álcool apresentou uma influência altamente significativa (p = 0,023). O rendimento em álcool na presença de ácido alcançou o máximo de 93,4 % (com média de 93,7 %), enquanto que o amido extrusado sem ácido produziu o máximo de 93,4 % (com média de 87,6 %). O amido cozido por método tradicional produziu um rendimento de 92.4%. E o amido cru produziu um rendimento de 41.4 % de álcool, sob as mesmas condições de fermentação. Para determinar as condições de extrusão recomendadas, as áreas das curvas de superfície de resposta que representam a menor viscosidade (dispensa o uso de ?-amilase) e o menor torque (menor consumo energético) foram sobrepostas com acurva de nível de rendimento em álcool. Desta manei r a podemos encontrar as condições operacionais onde o rendimento em álcool é máximo e o consumo de energia e insumos são mínimos. Várias alternativas de condições operacionais de extrusão foram identificadas sendo que a mais favorável foi nível de 24 % de umidade, na faixa de temperatura entre 168 - 214 ºC e 0,062 - 0,074 de concentração de ácido / Abstract: It is well know that the production of alcohol from cassava starch his not economically feasible without a subsidy. This is due to the fact that the process is highly energy consuming because of the wet gelatinization of the starch and the enzime consumption required for liquefaction and saccharification. Thermoplastic extrusion technology, however, permits dry gelatinization and the dextrinization of starch using a low energy consumption. Therefore, the objective of the present work was to study the effect of certain extrusion variables (moisture content of 14.3-26,7%, temperature of 93-227°C, and acid concentration of 0,006-0074 N) on the gelatinization characteristics of the cassava starch in order to define the extrusion conditions which would permit the highest alcohol yield with the minimum energy consumption. The other extrusion variables were held constant, i.e., screw speed (100rpm), screw compression ratio(3:1), die diameter (4mm), and feeding rate(65g/min). Surface Response Methodology(SRM) was used to evaluate the effect of processing variables on the physical and chemical properties of the extruded starch, i.e, paste viscosity at room temperature and at 95°C, water absorption index and water solubility index, reducing sugar content, degree of expansion, and hardness. Also, the alteration in starch granular structure was studied using x-ray diffraction, differential scanning calorimetry, scanning electron microscopy and determining the product molecular weight distribution by high-performance gel permeation chromatograph(HPLC). The mechanical energy consumed during the process was avaluated as a function of torque. The effect of acid concentration on starch characteristics was highly significant to changes in the extruded starch with the exception of the hot viscosity. Although the torque value was influenced inversely by both moisture content and temperature the effect of the former was greater. The alcohol yield of the extruded starch was influenced significantly(p=0.023) by the concentration of acid. When acid was used, the yield reached 98,7% (average 93,7%), while a failure to use it yielded only 93.4% (average 87.5%). The alcohol yield reached only 93.4% (average 87.5%). The alcohol of starch gelatinized by a conventional method was 92.4%, while that of raw starch was only 41.4%. To define the recommended extrusion conditions to permit the highest alcohol yield at a minimum cost, a graph was made superposing the areas of the RSM curves representing the minimum viscosity (reducing or eliminating the consumption of representing highest alcohol yield. Various alternatives of extrusion operational conditions were established. The recommended conditions were defined as cassava starch extruded at a moisture level of 24%, a temperature of 168-214°C and with an acid concentration of 0.062-0074 N / Doutorado / Doutor em Tecnologia de Alimentos

Orientador: Eduardo Joaquim de Souza Vichi / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-14T12:05:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 BernardiJunior_Ernesto_M.pdf: 5648816 bytes, checksum: 5cefc138dc11797017f87a8541a5fa38 (MD5) Previous issue date: 1989 / Mestrado

Orientador: Jarbas Jose Rodrigues Rohwedder / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-04T14:11:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sacorague_LuizAlexandre_D.pdf: 20784130 bytes, checksum: 2641ccb25f9cfe431b6a3a0b551238f1 (MD5) Previous issue date: 2004 / Doutorado / Quimica Analitica / Doutor em Quimica

A empresa Braskem S.A. é mundialmente pioneira na produção de eteno a partir da desidratação do etanol. A planta estabelecida na BRASKEM/Triunfo/RS foi extremamente eficiente na geração do eteno, porém apresentou sérios problemas de corrosão, provavelmente pela presença de ácidos orgânicos como produtos secundários. Considerando que não havia disponível na literatura método para determinação dos produtos secundários da produção do eteno, o presente trabalho teve como objetivo o estabelecimento de metodologia para analisar tais produtos, bem como verificar a potencial causa da corrosão. A partir de um perfil qualitativo, das diferentes características e propriedades dos compostos identificados, bem como de suas concentrações, foram propostas duas metodologias: A) cromatografia a gás com amostragem headspace para os compostos éter dietílico, acetaldeído, propanal, acetona, butanal, acetato de etila, metanol, etanol, pentanal, 2-butanol e propanol; B) cromatografia a líquido de alta eficiência com detector de arranjo de diodos para os ácidos fórmico, acético, propanoico, butanoico e pentanoico. Ambas metodologias apresentaram linearidade para todos os compostos estudados nas faixas de trabalhos propostas (R2 >0,99), bem como foram precisos (Coeficiente de Variação % de no máximo 7,3%) e exatos, com recuperações de 92 a 102% para o método A e 91 a 107% para o método B. Entre os ácidos determinados, o ácido acético foi o de maior concentração (600 mg L-1). / Braskem S.A., is world pioneering in obtaining ethylene from ethanol dehydration. The plant located in BRASKEM/Triunfo/RS was extremely efficient to produce ethylene but presented serious corrosion problems, probably due to the presence of organic acids generated as by-products. Since there is no method in the literature aiming the determination of by-products generated in the ethylene production, the goal of the present work was the establishment of such analytical methodology, as well as checking the potential cause of corrosion. Starting from a qualitative profile, of the characteristics and properties of the identified compounds as well as their concentrations, two methodologies were proposed: A) gas chromatography with headspace sampling applied to ethyl ether, acetaldehyde, propanal, acetone, butanal, ethyl acetate, methanol, ethanol, pentanal, 2-butanol and propanol; B) high efficiency liquid chromatography with diode array detector applied to the acids formic, acetic, propanoic, butanoic, and pentanoic. Both methodologies presented linearity for all studied compounds within proposed ranges (R2 < 0.99) being also precise (Maximum variation coefficient 7.3%) and exact with recoveries ranging from 92% to 102% for method A and 91% to 107% for method B. Among the determined acids, acetic acid was the highest concentration (600 mg L-1).

La tendencia actual de los Laboratorios de Control de Calidad es la implementación de métodos analíticos versátiles, rápidos, sensibles, precisos, simples, fáciles de operar y de bajo costo. Una de las maneras más efectivas de alcanzar tales características es la automatización. En este trabajo de tesis se presenta el desarrollo de métodos analíticos automáticos basados en el Análisis por Inyección en Flujo (FIA) y la novedosa metodología Flow-Batch (FB). En la primera parte del trabajo se realizó la cuantificación de dos catecolaminas: levodopa (LVD) y carbidopa (CBD). Las mismas se encuentran presentes en preparaciones farmacéuticas utilizadas en el tratamiento de la enfermedad de Parkinson. La determinación se basó en la oxidación de ambos analitos en presencia de Polifenol oxidasa. La enzima se obtuvo en el laboratorio a partir de batatas (Ipomoea batatas). La misma cataliza la oxidación de mono y difenoles a ortoquinonas en presencia de oxígeno. Las ortoquinonas se acoplan entre si produciendo pigmentos melanínicos que absorben en la región del UV-visible. La superposición espectral de los productos de reacción fue resuelta mediante la aplicación de técnicas de calibración multivariada. En base a esto, se desarrollaron dos métodos: a) Método enzimático FIA con detección espectrofotométrica para la determinación simultánea de LVD y CBD utilizando PLS. Se diseñó un sistema FIA en la modalidad flujo detenido. Se optimizaron las variables químicas y FIA del sistema. A partir de un diseño experimental central compuesto se prepararon los conjuntos de calibración y validación teniendo en cuenta la relación LVD-CBD presente en las formulaciones farmacéuticas analizadas. Los datos espectrales obtenidos fueron analizados por Mínimos Cuadrados Parciales (PLS). Los parámetros estadísticos y las figuras de mérito fueron satisfactorios para ambos analitos. Los resultados obtenidos al analizar muestras reales estuvieron en concordancia con los declarados en el rótulo del medicamento. El método se validó mediante un estudio de recuperación cuyos resultados estuvieron entre 95 y 110 % para ambos analitos. La frecuencia de muestreo fue de 22 h-1. b) Método enzimático FB con detección espectrofotométrica para la determinación simultánea de LVD y CBD utilizando PLS y MLR-SPA. Se diseñó y optimizó un sistema FB que permitió la preparación automática de los conjuntos de calibración y validación obtenidos mediante un diseño central compuesto. Los datos espectrales fueron analizados aplicando PLS y una novedosa herramienta quimiométrica: el Algoritmo de las Proyecciones Sucesivas con Regresión Lineal Múltiple (MLR-SPA). Los parámetros estadísticos y las figuras de mérito fueron altamente satisfactorios. El método desarrollado se aplicó a muestras reales obteniéndose resultados concordantes con los declarados en el rótulo del medicamento y los valores obtenidos por el método de referencia propuesto por la Farmacopea Norteamericana (HPLC). La frecuencia de muestreo fue de 18 h-1. En la última parte de la tesis, se trabajó en la determinación cuantitativa de dopamina, noradrenalina y adrenalina en inyectables. Estas catecolaminas son utilizadas en el tratamiento de varios trastornos clínicos como hipertensión, shock, insuficiencia cardiaca, arritmias, asma, alergia y anafilaxia. En este caso, se empleó la metodología FB con detección quimioluminiscente. La determinación de estos analitos se basó en la inhibición de la quimioluminiscencia generada en la reacción entre luminol y hexacianoferrato de potasio (III) en medio alcalino. El sistema FB propuesto permite realizar la determinación de los principios activos de manera rápida dado su alto nivel de automatización. Los testigos fueron preparados en una cámara de mezclado lo que reduce significativamente el tiempo de análisis. Se utilizó un diseño experimental Box-Behnken para la optimización de las variables químicas. El cálculo de efectos permitió determinar que las tres variables analizadas y sus interacciones fueron significativas. Los parámetros estadísticos y las figuras de mérito fueron satisfactorios. El estudio de muestras reales se realizó sobre dos marcas comerciales para cada principio activo. Los resultados fueron comparados con los declarados en el rótulo del medicamento y los obtenidos por el método de referencia (HPLC) obteniéndose, en todos los casos, óptimos resultados. Los límites de detección estuvieron en el orden de ng mL-1 y la frecuencia de muestreo fue de 58 h-1.

O mundo está passando por uma transformação profunda no setor energético. Ao que tudo indica estamos rumando para uma economia baseada em energias renováveis e de baixa emissão de carbono. O programa de bionenergia do Estado de São Paulo é o maior programa de bioenergia do mundo. Dentro desse programa produz-se etanol a partir da cana-de-açúcar, precisamente dos açúcares simples da cana-de-açúcar. O etanol produzido a partir dos açúcares simples da planta é denominado etanol de primeira geração. Entretanto, existe uma nova tecnologia para se produzir etanol a partir da celulose da cana-de-açúcar o etanol de segunda geração que possibilitará aumentar a eficiência energética do processo e fortalecer a competitividade do setor bioenergético nacional. O objetivo desse trabalho é prospectar cenários para o futuro do setor produtivo de etanol em São Paulo tendo em vista o etanol de segunda geração como elemento produtivo adjacente à produção atual de primeira geração. Para isso utilizou-se um modelo de construção de cenários que pressupõe uma detalhada consulta a especialistas, qualificação de variáveis quanto à sua importância e incerteza e identificação de variáveis-chaves. Por fim, foram criadas matrizes e roteiros para os cenários a partir das variáveis-chaves identificadas. Concluiu-se que dos quatro cenários construídos dois são favoráveis, um é desfavorável e um é pouco plausível. A metodologia de geração de variáveis-chaves foi aplicada com sucesso no setor produtivo de etanol. Os cenários criados podem lançar alguma luz possíveis futuros do setor estudado em relação ao etanol de segunda geração. / Nowadays the worlds energy sector is in a process of deep transformation. Apparently the world is going to a renewable energy based matrix, with low carbon emissions. The Sao Paulos bioenergetical program is the biggest renewable energy program in the world. In addition to that, it is also produced in that program ethanol from sugar cane. The ethanol that is produced in that program is made from the simple sugars of sugar cane. This ethanol is named first generation ethanol. However, there is a new technology to produce ethanol from sugar canes cellulose, named second generation ethanol. This important new technology could increase the energetic efficiency of process and make the Brazilians energetic production competitiveness stronger. The objective of this work was to prospect scenarios for the ethanols future in Sao Paulo looking at the second generation ethanol. For that it was used a model of scenario construction that presupposed an exhaustive inquire applied to specialists, qualifying trends related to their importance and uncertainty, and identifying the key parameters. At last, extracting the key parameters, matrices were made, and scripts too, both related to these scenarios. The conclusion was that the methodology for scenarios generation was applied with success on the ethanol industry, and those scenarios were able to illuminate with some light under plausible futures about the second generation ethanol.

O mundo está passando por uma transformação profunda no setor energético. Ao que tudo indica estamos rumando para uma economia baseada em energias renováveis e de baixa emissão de carbono. O programa de bionenergia do Estado de São Paulo é o maior programa de bioenergia do mundo. Dentro desse programa produz-se etanol a partir da cana-de-açúcar, precisamente dos açúcares simples da cana-de-açúcar. O etanol produzido a partir dos açúcares simples da planta é denominado etanol de primeira geração. Entretanto, existe uma nova tecnologia para se produzir etanol a partir da celulose da cana-de-açúcar o etanol de segunda geração que possibilitará aumentar a eficiência energética do processo e fortalecer a competitividade do setor bioenergético nacional. O objetivo desse trabalho é prospectar cenários para o futuro do setor produtivo de etanol em São Paulo tendo em vista o etanol de segunda geração como elemento produtivo adjacente à produção atual de primeira geração. Para isso utilizou-se um modelo de construção de cenários que pressupõe uma detalhada consulta a especialistas, qualificação de variáveis quanto à sua importância e incerteza e identificação de variáveis-chaves. Por fim, foram criadas matrizes e roteiros para os cenários a partir das variáveis-chaves identificadas. Concluiu-se que dos quatro cenários construídos dois são favoráveis, um é desfavorável e um é pouco plausível. A metodologia de geração de variáveis-chaves foi aplicada com sucesso no setor produtivo de etanol. Os cenários criados podem lançar alguma luz possíveis futuros do setor estudado em relação ao etanol de segunda geração. / Nowadays the worlds energy sector is in a process of deep transformation. Apparently the world is going to a renewable energy based matrix, with low carbon emissions. The Sao Paulos bioenergetical program is the biggest renewable energy program in the world. In addition to that, it is also produced in that program ethanol from sugar cane. The ethanol that is produced in that program is made from the simple sugars of sugar cane. This ethanol is named first generation ethanol. However, there is a new technology to produce ethanol from sugar canes cellulose, named second generation ethanol. This important new technology could increase the energetic efficiency of process and make the Brazilians energetic production competitiveness stronger. The objective of this work was to prospect scenarios for the ethanols future in Sao Paulo looking at the second generation ethanol. For that it was used a model of scenario construction that presupposed an exhaustive inquire applied to specialists, qualifying trends related to their importance and uncertainty, and identifying the key parameters. At last, extracting the key parameters, matrices were made, and scripts too, both related to these scenarios. The conclusion was that the methodology for scenarios generation was applied with success on the ethanol industry, and those scenarios were able to illuminate with some light under plausible futures about the second generation ethanol.

No controverso debate em torno dos bicombustíveis, o setor canavieiro, instituições governamental e boa parte de pesquisadores tem defendido uma suposta imunidade brasileira quanto aos problemas decorrentes da competição entre energia e alimentos, e daquela com a preservação dos ecossistemas. O argumento reside no fato de existir uma extraordinária abundância, sem comprometer nem a segurança alimentar, tampouco a integridade dos ecossistemas. É preciso reconhecer as virtudes da cana-de-açúcar no país, cujas vantagens no balanço energético, capacidade de produção, viabilidade econômica e desenvolvimento de tecnologia doméstica não encontra paralelo. Outras vantagens são mais contestáveis: se de fato a cana-de-açúcar ocupa apenas 1% do território nacional, esse percentual é nada menos do 10% das terras agrícolas efetivamente arroteadas, e em São Paulo, 85% das mais caras. A produção de alimentos tradicionais tem, no Brasil, decrescido sistematicamente, enquanto as energéticas crescem. O presente estudo, realizado no sudoeste de Goiás, importante região produtora de grãos, constatou, através de entrevistas a atores locais e imagens de satélite, que no último 1,5 anos, dos 62.420 hectares convertidos, 63% ocorreram sobre agricultura de grãos, 33% sobre pastagens e 5% sobre vegetação nativa do cerrado. Fertilidade do solo, distância e infraestrutura de rodagem que dá acesso às usinas, topografia plana, expectativas de rendimento das glebas e sucesso em negociações com proprietários locais são os principais motivadores da escolha das glebas a serem arroteados. Os impactos locais no mosaico rural são claramente notórios pela competição da cana-de-açúcar com a soja, que é parcialmente deslocada para terras marginais ou migra para regiões da Amazônia Legal. Outra mudança no uso da terra provocada diretamente pela expansão da cana é o desmatamento de cerrados, especialmente quando contíguos a pastagens. A substituição de pastagens, por sua vez, reverberou-se na migração de cerca de 65 mil cabeças de gado para Amazônia Legal e Pantanal. Esses resultados refrutam a idéia de que a o etanol não compete com alimentos ou causa supressões nos ecossistemas frágeis, ao menos regionalmente. / In the controversial debate about the impacts of biofuels, Brazil has been trying to sustain a supposed immunity. The argument rests on the extraordinary abundance of degraded grazing land, sufficiently capable of accommodating the expansion of sugarcane without threatening food security or compromising the integrity of ecosystems. Although the enormous advantages in domestic technologies, sugarcane energy balance, ethanol prices and markets, this Ph.D. theses showed, crossing information obtained by local interviews and satellite images, that in the last 1,5 years on southern-west Goiás, the cane activities expanded on grain crops (63%), pasturelands (33%) and (5%) savannas of total 62.420 hectares. Soil fertility, distance and roads conditions to access ethanol mills, favorable topography, expects outputs and contracts opportunities are the main attributes that explain local sugarcane expansion. The impacts on rural mosaics are describe as competition between energy and food, once a large part of the agriculture replaced by sugarcane consists of soybean, which expand itself to marginal lands or Legal Amazon. Other land use change is Local Cerrado deforestation, specifically when contiguous within pasturelands. Further, the impact of replacing grazing land by sugar cane for which the extent of degraded grazing we are unable to estimate reverberate in the Amazon region, thickening the agricultural frontier with 65 thousands cattle expelled by ethanol doesnt compromising food security or the integrity of ecosystems, at least in regional scale.

A busca de soluções para poluição do ar conduziu a adição de álcool na composição da gasolina. Com esta medida além da redução da emissão de monóxido de carbono para atmosfera o uso de etanol diminui a fração de produtos derivados de petróleo no combustível. Entretanto quando estende-se o tema para o efeito desta mistura ao meio ambiente (solo e águas subterrâneas) algumas propriedades ainda são desconhecidas. Na década de 90 a ciência mundial se voltou ao estudo do etanol devido a descoberta, por parte dos cientistas americanos dos danos causados pelo MTBE (methil tert-buthyl ether). Entretanto poucos trabalhos têm o etanol como alvo de pesquisas e formas de detecção no subsolo. O poço de monitoramento (PM) é uma das ferramentas aplicadas na verificação e quantificação da presença de gasolina no aqüífero. No entanto, os dados oriundos dos poços têm limitações, pois as condições de pressão, tensões e forças a que estão sujeitos os fluidos no meio poroso não são rebatidos para o interior do poço. No experimento desenvolvido neste trabalho, há demonstração visual da diferença entre os ambientes de acumulação de gasolina em termos de espessuras entre as lâminas de gasolina no poço e meio contíguo, e a validade das equações aplicadas a correção desta diferença. O experimento consistiu na simulação de vazamento de gasolina diretamente na franja capilar em 2 (duas) colunas de laboratório. A utilização de duas misturas diferentes, gasolina pura e E-24 (24% em volume de etanol), em colunas distintas teve o propósito de verificar as mudanças nas propriedades da gasolina pela adição do álcool. A gasolina pura funcionou como parâmetro, e todas as modificações ocorridas no \"outro\" meio foram atribuídas ao álcool. Verificou-se que com o mesmo volume injetado, as duas gasolinas comportaram-se de maneiras diferentes. Os efeitos percebidos com a adição de etanol à gasolina resumem-se: - diminuição da espessura da fase livre devido a ação co-solvente do etanol na tensão interfacial água-gasolina; - a E-24 move-se mais rápido que a gasolina pura; - a relação de espessura da fase livre no poço de monitoramento e sua espessura no aqüífero foi de 4, para a E-24, e 2.6, para gasolina pura. Isto indica que o programa de remediação aplicado para a E-24 baseado nos dados para gasolina pura podem super estimar o volume de produto a ser recuperado. / The use of ethanol as a gasoline oxygenate has been suggested to substitute MTBE. Several countries such as Canada and Brazil use ethanol as gasoline enhancer. Brazil has been using 22% by volume for over 20 years and increased to 24% in the last year. Free-phase gasoline remedial schemes are based on the thickness of the gasoline layer measured on monitoring wells. The relationship of the thickness within the well and in the aquifer depends on the elevation of the water table. Since ethanol acts as a cosolvent, reducing the interfacial tension (IFT) between pure gasoline and water, the elevation of the capillary fringe is affected. This work presents the effects of E24 compared to pure gasoline on the elevation of the capillary fringe and the correspondent thickness of free phase within the monitoring well and in the aquifer. Two plexiglass columns filled with glass beads were used to perform visualization experiments and to produce an appropriate relationship that can be applied to the field situation. The results indicated that: 1) the elevation of the capillary fringe was lower for E24 compared to pure gasoline, as expected from the ethanol cosolvent effects on the IFT; 2) using the same injection rate, E24 established a free phase layer faster than that of the pure gasoline. This indicates that during an E24 spill the product would move faster to greater distances compared to pure gasoline; 3) the migration of E24 to the well was faster than that of the pure gasoline, indicating that a subsurface spill could be detected earlier by monitoring wells installed within the gas station limits; 4) the relationship of the thickness of the free phase product within the well to thickness in the aquifer for E24 was 4 for gasoline was 2.6. This indicates that a remedial scheme for E24 based on pure gasoline relationship would overestimate the volume of product to be extracted from the aquifer by 20%.

Resíduos lignocelulósicos agroindustriais, como a casca de soja, são fontes abundantes e de baixo custo para produção biotecnológica de compostos de alto valor agregado. É o caso da produção de xilitol e etanol. Esse processo biotecnológico promove um aproveitamento completo dos resíduos lignocelulósicos, utilizando as frações celulósica e hemicelulósica para a obtenção de commodities. O presente trabalho teve como objetivo otimizar a hidrólise ácida diluída utilizando como ferramenta o planejamento experimental e ampliar os conhecimentos sobre a produção biotecnológica de xilitol e etanol mediante o cultivo de microrganismos sobre o hidrolisado de casca de soja. A casca da soja mostrou-se um resíduo bastante promissor, já que o teor de lignina total encontrado nestas amostras foi menor que 10% e o teor de açúcares fermentescíveis foi de 65%. O primeiro planejamento experimental realizado baseou-se em um planejamento fatorial completo 23 com ponto central. O tratamento, cujas variáveis foram 122 °C, 8,8 g g-1 e 2 mmol H2SO4 g-1 SS, foi o que obteve melhores resultados no maior tempo de reação (40 min), liberando em torno de 6,3 g L-1 de xilose, 0,02 g L-1 de furfural, 0,07 g L-1 de hidroximetilfurfural e 1,5 g L-1 de glicose. A relação sólido-líquido (na faixa de 8,8 a 11,2 g g-1) não foi significativa para liberação de glicose e xilose, e um aumento no tempo de reação mostrou como tendência o aumento da liberação dos açúcares. Com base nos resultados deste primeiro planejamento, um segundo planejamento experimental foi realizado abrangendo apenas as variáveis significativas para liberação de açúcares (temperatura e concentração de ácido). O segundo planejamento experimental baseou-se em um planejamento composto central 22. A máxima solubilização dos açúcares (87% de eficiência) foi obtida em 153 °C e 1,8 mmol H2SO4 g-1, gerando cerca de 10 g L-1 total de tóxicos. Uma função objetivo foi elaborada a fim de limitar a formação de substâncias tóxicas (máximo de 4 g l-1) e maximizar a concentração dos açúcares. O melhor tratamento (59% de eficiência) foi de 118 °C e 2,8 mmol H2SO4 g-1 SS em 40 minutos. Após a otimização do tratamento de hidrólise foram realizados cultivos com o hidrolisado obtido no melhor tratamento do primeiro planejamento experimental, concentrado 4 vezes. Com relação à produção de etanol e xilitol, foram avaliados cultivos com consórcios e isolados microbianos. O consórcio contendo Zymomonas mobilis, Candida tropicalis e Candida guilliermondii, em condições anaeróbias, produziu 3,1 g L-1 e 2,2 g L-1 de etanol em 132 horas de cultivo sobre hidrolisado de casca de soja e meio sintético, respectivamente. Este consórcio, em condições microaerófilas, produziu 6,7 g L-1 de etanol (às 12 horas) e 2,3 g L-1 de xilitol (84 horas de cultivo) sobre o hidrolisado de casca de soja, e consumiu 100% dos açúcares presentes no cultivo sobre meio sintético sem a produção de etanol e xilitol. As leveduras C. guilliermondii e Debaryomyces hansenii, reconhecidas produtoras de xilitol foram testadas isoladamente sobre hidrolisado de casca de soja, em condições microaerófilas. C. guilliermondii produziu 1,4 g L-1 de etanol em 60 horas de cultivo e 3,6 g L-1 de xilitol em 120 horas de cultivo sobre hidrolisado de casca de soja. Em meio sintético houve a produção de aproximadamente 7 g L-1 de xilitol nas mesmas 120 horas. Não houve produção de etanol. D. hansenii produziu 8 g L-1 de xilitol em 24 horas de cultivo sobre hidrolisado de casca de soja. Em meio sintético não foi observada a produção de etanol e xilitol. / Lignocellulosic agro-industrial residues such as soybean hulls, are abundant supplies and low cost for the biotechnological production of compounds of high added value. This applies to the production of xylitol and ethanol. This biotechnological process promotes complete recovery of lignocellulosic residues, using the cellulose and hemicellulose fractions, to obtain commodities. This study aimed to optimize the diluted acid hydrolysis using an experimental design and increase knowledge about the biotechnological production of xylitol and ethanol through the cultivation of microorganisms on the hydrolyzate of soybean hulls. Soybean hull showed a residue very promising, since the total lignin content found in these samples was less than 10% and the content of fermentable sugars was 65%. The first experimental design was carried out in a full factorial design 23. The treatment (122 °C, 8.8 g g-1 and 2 mmol H2SO4 g-1 DM), which was out-performed the larger reaction time (40 min), released about 1.5 g L-1, 6.3 g L-1, 0.02 g L-1 and 0.07 g L-1 of glucose, xylose, furfural and hydroxymethylfurfural, respectively. The solid-liquid ratio (range of 8.8 to 11.2 g g-1) was not significant for the release of glucose and xylose, and an increase in reaction time showed a trend increase in the release of sugars. Based on the results of this first design, a second experimental design was carried out covering only the significant variables for the release of sugars (temperature and concentration of acid). The second experimental design was based on a central composite design 22. The maximum solubilization of sugars (87% efficiency) was obtained at 153 °C and 1.8 mmol H2SO4 g-1 DM, generating about 10 g L-1 of total toxic. An objective function was developed to minimize the formation of toxic substances and maximize the concentration of sugars, which was limited to 4 g L-1 the sum of toxic. The best treatment (59% efficiency) was 118 °C and 2.8 mmol H2SO4 g-1 DM in 40 minutes. After hydrolysis optimization, assays with microorganisms were carried out in the best hydrolyzate of the first experimental design, concentrated 4 times. The production of ethanol and xylitol were evaluated with isolated microbial crops and co-cultures. The consortium containing Zymomonas mobilis, Candida tropicalis and Candida guilliermondii, under anaerobic conditions, produced 3.1 g L-1 and 2.2 g L-1 ethanol (132 hours of culture) on hydrolyzate of soybean hulls and synthetic medium, respectively. Co-culture, under microaerophilic conditions, produced 6.7 g L-1 ethanol (12 hours) and 2.3 g L-1 of xylitol (84 hours) on the hydrolysate, and consumed 100% of sugars present in cultivation on synthetic medium without the production of ethanol and xylitol. Yeast C. guilliermondii and Debaryomyces hansenii, recognized producing xylitol were tested separately on hydrolyzate of soybean hulls, under microaerophilic conditions. C. guilliermondii produced 1.4 g L-1 of ethanol in 60 hours of culture and 3.6 g L-1 of xylitol in 120 hours of culture on hydrolyzate of soybean hulls. Synthetic medium was the production of approximately 7 g L-1 of xylitol on the same 120 hours. There was no production of ethanol. D. hansenii produced 8 g L-1 of xylitol in 24 hours of cultivation on hydrolyzate of soybean hulls in synthetic medium ethanol and xylitol were not produce.