Submitted by LEONARDO GUIMARÃES SILVA (leocrado@hotmail.com) on 2018-04-25T15:27:54Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Leonardo_Guimarães_Silva.pdf: 1870039 bytes, checksum: 82b04833f9b7134d6178f681b813154c (MD5) / Approved for entry into archive by Alexandra Maria Donadon Lusser Segali null (alexmar@fcav.unesp.br) on 2018-04-25T16:08:57Z (GMT) No. of bitstreams: 1 silva_lg_me_jabo.pdf: 1870039 bytes, checksum: 82b04833f9b7134d6178f681b813154c (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-25T16:08:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 silva_lg_me_jabo.pdf: 1870039 bytes, checksum: 82b04833f9b7134d6178f681b813154c (MD5) Previous issue date: 2018-03-02 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O trabalho foi dividido em dois estudos. No estudo 1, objetivou-se avaliar o efeito da inclusão de farinha de algas marinhas Schizochytrium sp. associada ou não a vitamina E, na dieta de cordeiros Ile de France, sobre o consumo, digestibilidade, desempenho, balanço de nitrogênio, comportamento ingestivo e características quantitativas de carcaça, realizados no Laboratório de Produção Ovina pertencente ao Departamento de Zootecnia da FCAV, Unesp, Campus Jaboticabal, SP. Foram utilizados 32 cordeiros Ile de France, machos não castrados, com peso inicial de 20,0 ± 0,2 kg recebendo as dietas: CO = silagem de milho + concentrado; FA = silagem de milho + concentrado com 4% de farinha de algas marinhas; VE = silagem de milho + concentrado contendo 1000 mg de vitamina E e FAVE = silagem de milho + concentrado contendo 4% de farinha de algas marinhas e 1000 mg de vitamina E, com base na matéria seca (MS), e relação volumoso:concentrado 40:60, fornecidos às 7 e 17 h, até atingirem o peso de abate de 35,0 ± 0,2 kg. As avaliações de digestibilidade e balanço de nitrogênio foram realizadas em gaiolas de metabolismo quando os animais atingiram 27 kg de peso corporal, representando a média de peso de entrada e saída no confinamento. Os parâmetros quantitativos da carcaça foram obtidos após abate humanitário dos animais. No estudo 2, foram avaliados parâmetros ruminais in vitro, tendo como variáveis pH, nitrogênio amoniacal (N-NH3) e ácidos graxos de cadeia curta (AGCC), realizados na Unidade Animal de Estudos Digestivos e Metabólicos da mesma unidade universitária. Foram usados oito ovinos canulados adultos da raça Santa Inês, castrados, com peso corporal médio de 50,0 kg, como doadores do líquido ruminal, sendo dois animais por dieta. O delineamento experimental utilizado foi o inteiramente casualizado, com quatro tratamentos e oito repetições para o estudo um e quatro tratamentos e seis repetições para o estudo dois, com auxílio do programa estatístico SAS versão 9.2, e comparações das médias pelo teste Tukey a 5% de significância. O consumo de nutrientes, desempenho, balanço aparente de nitrogênio, parâmetros quantitativos de carcaça, medidas no músculo Longissimus e tamanho de cortes não diferiram (P>0,05) entre as dietas. A inclusão de farinha de algas marinhas e vitamina E resultaram em maior (P<0,05) digestibilidade aparente do extrato etéreo (EE), fibra em detergente neutro (FDN) e fibra em detergente ácido (FDA). O comportamento ingestivo diferiu para as variáveis ócio, número de bolos ruminados (NBR), número de mastigação (NM), tempo de mastigação (TM) e número de mastigação diária (NMD). Os parâmetros ruminais in vitro, pH, N-NH3 e AGCC variaram (P<0,05) segundo os tratamentos, com pH superior (<0,05) para o tratamento com inclusão de vitamina E (VE). O N-NH3, foi superior (<0,05) para o tratamento com inclusão de farinha de algas (FA). Quando avaliado o AGCC, o ácido acético foi superior (<0,05) no tratamento sem inclusão de farinha de algas ou vitamina E (CO), e o ácido propiônico superior (<0,05) no tratamento apenas com inclusão de farinha de algas (FA). A inclusão de farinha de algas marinhas associadas ou não a vitamina E, se mostrou alternativa para nutrição de cordeiros confinados, melhorando a digestibilidade aparente do EE, FDN e FDA, comportamento ingestivo e parâmetros ruminais in vitro. / The research was divided into two studies. In study 1, the aim was to evaluate the effect of feeding marine algae meal Schizochytrium sp. associated or not with vitamin E to Ile de France lambs, on intake, digestibility, performance, nitrogen balance, feeding behavior, and quantitative carcass traits. The study was performed at the Sheep Production Laboratory belonging to the Animal Science Department of FCAV, Unesp - Jaboticabal, SP. A total of 32 intact Ile de France male lambs with an initial weight of 20.0 ± 0.2 kg were fed the following diets: CO = corn silage + concentrate; SM = corn silage + concentrate with 4% marine algae meal; VE = corn silage + concentrate containing 1000 mg of vitamin E, and SMVE = corn silage + concentrate containing 4% marine algae meal and 1000 mg vitamin E, on a dry matter basis, at a forage:concentrate ratio of 40:60, supplied at 7 a.m. and 5 p.m., until the lambs reached the slaughter weight of 35.0 ± 0.2 kg. The digestibility and nitrogen balance evaluations were performed in metabolism cages when the animals reached 27 kg of body weight, representing the average weight at feedlot entry. The quantitative carcass parameters were obtained after humane slaughtering. In study 2, the following in vitro ruminal parameters were evaluated: pH, ammoniacal nitrogen (N-NH3) and short chain fatty acids (SCFA), performed at the Animal Unit of Digestive and Metabolic Studies belonging to the same university. Eight castrated Santa Inês adult sheep, cannulated, with a mean body weight of 50.0 kg were used as donors of ruminal fluid, being two animals per diet. The experimental design was completely randomized, with four treatments and eight replications for the study 1, and four treatments and six replications for the study 2, using the SAS statistical software version 9.2. The averages were compared by Tukey’s test 5% at significance. Nutrient intake, performance, apparent nitrogen balance, quantitative carcass parameters, measurements on Longissimus muscle, and the size of meat cuts did not differ (P>0.05) between diets. The inclusion of marine algae meal and vitamin E resulted in higher (P<0.05) apparent digestibility of ether extract (EE), neutral detergent fiber (NDF), and acid detergent fiber (ADF). Feeding behavior differed for the variables idleness, number of boli ruminated (NBR), chewing number (CN), chewing time (CT), and daily chewing number (DCN). The in vitro ruminal parameters pH, N-NH3, and SCFA varied (P<0.05) according to the treatment, with higher pH (<0.05) when vitamin E was used (VE). N-NH3 was higher (<0.05) for the treatment with inclusion of marine algae meal (SM). For the SCFA, acetic acid was higher (<0.05) for the treatment without inclusion of marine algae meal or vitamin E (CO), and propionic acid was higher (<0.05) for the treatment with inclusion of marine algae meal (SM). The inclusion of marine algae meal with or without vitamin E was shown to be an alternative for feeding feedlot lambs, improving the apparent digestibility of EE, NDF, and ADF, feeding behavior, and in vitro ruminal parameters.

O intenso desenvolvimento da aquacultura tem sido acompanhado de um aumento nos impactos ambientais causados por esta atividade. As descargas de efluentes da aquacultura em ecossistemas aquáticos são uma fonte de deterioração da qualidade ambiental e podem causar eutrofização. O presente trabalho investigou e avaliou o desempenho de um sistema de tratamento e recirculação de efluentes de aquacultura em relação à sua eficiência em manter e restaurar os parâmetros de qualidade da água em níveis adequados ao ciclo produtivo, considerando as implicações desta técnica na conservação dos recursos hídricos. O experimento foi conduzido em dois sistemas funcionando paralelamente, simulando situações com e sem tratamento e recirculação de efluentes. Os sistemas aquícolas, em escala experimental, foram compostos pelos tanques e pelas unidades de tratamento e recirculação. Os tanques de cultivo foram povoados com juvenis de tilápia-do-Nilo (Oreochromis niloticus). Os sistemas sem recirculação e com recirculação receberam, respectivamente, 65 indivíduos (biomassa total inicial = 477g) e 64 indivíduos (biomassa total inicial = 491g). O sistema de tratamento e recirculação de efluentes foi composto por um filtro biológico de leito flutuante granular (floating beads biofilter) e duas colunas de aeração, com diferentes meios de preenchimento. Ao longo dos seis meses de experimento foram medidos os principais parâmetros de qualidade da água para a aquacultura e para a estimativa do funcionamento e desempenho do sistema de tratamento e recirculação de efluentes. O desempenho zootécnico obtido nos tanques foi também avaliado e comparado. Análise de variância (ANOVA) foi utilizada para comparar os dados. Na comparação entre a água de cultivo dos tanques, os seguintes parâmetros apresentaram um valor mais elevado (p<0,05) para o sistema com recirculação: nitrato, carbono orgânico total, fosfato, cloreto, sulfato e condutividade. A água de cultivo do tanque sem recirculação apresentou maiores valores de nitrogênio amoniacal, sólidos suspensos e turbidez (p<0,05). As duas colunas de aeração usadas no experimento não apresentaram diferenças significativa entre si (p>0,05), apresentando uma eficiência de aeração de 67%. O sistema com recirculação foi caracterizado por um uso semanal de água significativamente menor (p<0,05), utilizando apenas 36% do volume de água que foi necessário para o tanque sem recirculação. Indícios de nitrificação foram identificados em ambos os sistemas, porém este processo apresentou uma importância maior sobre a qualidade da água no sistema com recirculação e filtro biológico. O sistema com recirculação produziu efluentes (através da retrolavagem do filtro) mais concentrados (p<0,05) em relação a nitrato, alcalinidade, carbono orgânico total, fosfato, sólidos suspensos e dissolvidos, cloreto, sulfato, condutividade. Em relação à carga de resíduos lançada ao ambiente, o sistema sem recirculação obteve valores maiores (p<0,05) de nitrogênio amoniacal, nitrato, carbono orgânico total, fosfato, sólidos suspensos, sólidos dissolvidos, fluoreto, cloreto e sulfato. Para os demais parâmetros, não houve diferenças significativas quanto à carga de resíduo do efluente produzido (p>0,05). Não houve diferenças significativas entre os dois sistemas comparados (p>0,05) quanto ao ganho de peso das tilápias durante o período de avaliação do desempenho zootécnico. A partir da biomassa total de peixes produzida nos dois tanques durante todo o período experimental calculou-se que o sistema sem recirculação fez uso de 4053 litros de água para cada kg (L/kg) de peixe produzido e o sistema com recirculação usou 1129 L/kg. O sistema de aquacultura com recirculação estudado, construído a partir de materiais nacionais e de baixo custo, obteve êxito como forma de criação de peixes, oferecendo uma significativa redução no volume de água usado e na carga de alguns resíduos em seus efluentes, quando comparado a técnicas convencionais de aquacultura. Apesar de haver significativas necessidades de aprimoramento do protótipo usado e de estudos complementares em relação ao assunto tendo em vista a realidade brasileira, principalmente contemplando a sua viabilidade econômica em diferentes cenários, o experimento conduzido oferece subsídios para o desenvolvimento da tecnologia de aquacultura com recirculação em âmbito nacional. / The active aquaculture growth that has been observed over the last few decades has been accompanied by important environmental impacts. One main concern is the discharge of aquaculture effluents in aquatic systems. Since these effluents contain nutrients, their discharge can contribute to the eutrophication of the receiving water bodies. The present work describes an investigation in which the aquaculture effluent was treated and recycled back to the system. The treatment process was evaluated with respect to its capability to remove contaminants and restore water quality to levels that were adequate to the fishing productive cycle. Such a system can contribute to the conservation of water resources by saving water and discarding fewer pollutants. The experiment was conducted in two pilot systems working in parallel, simulating fish culture processes with and without effluent treatment and recycling. The culture tanks were populated with Nile tilapia (Oreochromis niloticus). The systems with and without recirculation were populated with 65 (initial total biomass = 477g) and 64 (initial total biomass = 491g) individuals, respectively. The effluent treatment and recirculation system were composed by a floating bead biofilter and two natural aeration columns, each filled with different media. The experiment was conducted along six months, during which the systems were monitored for water quality parameters and zootechnical performance. Analysis of variance (ANOVA) was used to compare data collected in the culture tanks. The following parameters presented a higher value (p<0.05) in the recirculation system: nitrate, total organic carbon, phosphate, chloride, sulfate and conductivity. Culture water without recirculation presented higher values for total ammonia nitrogen, suspended solids and turbidity (p<0.05). The two aeration columns used in the experiment had about 67% aeration efficiency. Water use in the recirculation system was significantly lower (p<0.05) than the system without recycling, using just 36% of the water needed by the latter. Nitrification occurred in both systems, but had greater importance in the process with recycling and biological filtration. Filter backwashing from the recirculating system produced effluent that was more concentrated (p<0.05) than the system without recycling with respect to nitrate, alkalinity, total organic carbon, phosphate, suspended and dissolved solids, chloride, sulfate and conductivity. On the contrary, the residue loads discharged from the system without recirculation were higher (p<0.05) for total ammonia nitrogen, nitrate, total organic carbon, phosphate, suspended and dissolved solids, fluoride, chloride and sulfate. For the remaining parameters, no significant difference in the residue loads of the two systems was observed (p>0.05). One important observation was that no significant difference occurred between the two systems (p>0.05) regarding tilapia weight gains in the experimental period. Based on the fish biomass growth and water use measured on both systems, it was calculated that the system without recirculation used 4053 liters of water per each kg of produced fish. On the other hand, the system with recirculation used 1129 liters per kg. Considering the outlined results, it was concluded that the recirculating aquaculture system, built with simple and low cost national material, was successful with respect to fish cultivation, water use reduction, and effluent residue load discharges when compared with the conventional aquaculture technique. Despite the required refinements of the tested prototype, especially regarding scale and economic viability in different scenarios, it offers subsidies to the advance of the recirculating aquaculture technology at the national level.

O intenso desenvolvimento da aquacultura tem sido acompanhado de um aumento nos impactos ambientais causados por esta atividade. As descargas de efluentes da aquacultura em ecossistemas aquáticos são uma fonte de deterioração da qualidade ambiental e podem causar eutrofização. O presente trabalho investigou e avaliou o desempenho de um sistema de tratamento e recirculação de efluentes de aquacultura em relação à sua eficiência em manter e restaurar os parâmetros de qualidade da água em níveis adequados ao ciclo produtivo, considerando as implicações desta técnica na conservação dos recursos hídricos. O experimento foi conduzido em dois sistemas funcionando paralelamente, simulando situações com e sem tratamento e recirculação de efluentes. Os sistemas aquícolas, em escala experimental, foram compostos pelos tanques e pelas unidades de tratamento e recirculação. Os tanques de cultivo foram povoados com juvenis de tilápia-do-Nilo (Oreochromis niloticus). Os sistemas sem recirculação e com recirculação receberam, respectivamente, 65 indivíduos (biomassa total inicial = 477g) e 64 indivíduos (biomassa total inicial = 491g). O sistema de tratamento e recirculação de efluentes foi composto por um filtro biológico de leito flutuante granular (floating beads biofilter) e duas colunas de aeração, com diferentes meios de preenchimento. Ao longo dos seis meses de experimento foram medidos os principais parâmetros de qualidade da água para a aquacultura e para a estimativa do funcionamento e desempenho do sistema de tratamento e recirculação de efluentes. O desempenho zootécnico obtido nos tanques foi também avaliado e comparado. Análise de variância (ANOVA) foi utilizada para comparar os dados. Na comparação entre a água de cultivo dos tanques, os seguintes parâmetros apresentaram um valor mais elevado (p<0,05) para o sistema com recirculação: nitrato, carbono orgânico total, fosfato, cloreto, sulfato e condutividade. A água de cultivo do tanque sem recirculação apresentou maiores valores de nitrogênio amoniacal, sólidos suspensos e turbidez (p<0,05). As duas colunas de aeração usadas no experimento não apresentaram diferenças significativa entre si (p>0,05), apresentando uma eficiência de aeração de 67%. O sistema com recirculação foi caracterizado por um uso semanal de água significativamente menor (p<0,05), utilizando apenas 36% do volume de água que foi necessário para o tanque sem recirculação. Indícios de nitrificação foram identificados em ambos os sistemas, porém este processo apresentou uma importância maior sobre a qualidade da água no sistema com recirculação e filtro biológico. O sistema com recirculação produziu efluentes (através da retrolavagem do filtro) mais concentrados (p<0,05) em relação a nitrato, alcalinidade, carbono orgânico total, fosfato, sólidos suspensos e dissolvidos, cloreto, sulfato, condutividade. Em relação à carga de resíduos lançada ao ambiente, o sistema sem recirculação obteve valores maiores (p<0,05) de nitrogênio amoniacal, nitrato, carbono orgânico total, fosfato, sólidos suspensos, sólidos dissolvidos, fluoreto, cloreto e sulfato. Para os demais parâmetros, não houve diferenças significativas quanto à carga de resíduo do efluente produzido (p>0,05). Não houve diferenças significativas entre os dois sistemas comparados (p>0,05) quanto ao ganho de peso das tilápias durante o período de avaliação do desempenho zootécnico. A partir da biomassa total de peixes produzida nos dois tanques durante todo o período experimental calculou-se que o sistema sem recirculação fez uso de 4053 litros de água para cada kg (L/kg) de peixe produzido e o sistema com recirculação usou 1129 L/kg. O sistema de aquacultura com recirculação estudado, construído a partir de materiais nacionais e de baixo custo, obteve êxito como forma de criação de peixes, oferecendo uma significativa redução no volume de água usado e na carga de alguns resíduos em seus efluentes, quando comparado a técnicas convencionais de aquacultura. Apesar de haver significativas necessidades de aprimoramento do protótipo usado e de estudos complementares em relação ao assunto tendo em vista a realidade brasileira, principalmente contemplando a sua viabilidade econômica em diferentes cenários, o experimento conduzido oferece subsídios para o desenvolvimento da tecnologia de aquacultura com recirculação em âmbito nacional. / The active aquaculture growth that has been observed over the last few decades has been accompanied by important environmental impacts. One main concern is the discharge of aquaculture effluents in aquatic systems. Since these effluents contain nutrients, their discharge can contribute to the eutrophication of the receiving water bodies. The present work describes an investigation in which the aquaculture effluent was treated and recycled back to the system. The treatment process was evaluated with respect to its capability to remove contaminants and restore water quality to levels that were adequate to the fishing productive cycle. Such a system can contribute to the conservation of water resources by saving water and discarding fewer pollutants. The experiment was conducted in two pilot systems working in parallel, simulating fish culture processes with and without effluent treatment and recycling. The culture tanks were populated with Nile tilapia (Oreochromis niloticus). The systems with and without recirculation were populated with 65 (initial total biomass = 477g) and 64 (initial total biomass = 491g) individuals, respectively. The effluent treatment and recirculation system were composed by a floating bead biofilter and two natural aeration columns, each filled with different media. The experiment was conducted along six months, during which the systems were monitored for water quality parameters and zootechnical performance. Analysis of variance (ANOVA) was used to compare data collected in the culture tanks. The following parameters presented a higher value (p<0.05) in the recirculation system: nitrate, total organic carbon, phosphate, chloride, sulfate and conductivity. Culture water without recirculation presented higher values for total ammonia nitrogen, suspended solids and turbidity (p<0.05). The two aeration columns used in the experiment had about 67% aeration efficiency. Water use in the recirculation system was significantly lower (p<0.05) than the system without recycling, using just 36% of the water needed by the latter. Nitrification occurred in both systems, but had greater importance in the process with recycling and biological filtration. Filter backwashing from the recirculating system produced effluent that was more concentrated (p<0.05) than the system without recycling with respect to nitrate, alkalinity, total organic carbon, phosphate, suspended and dissolved solids, chloride, sulfate and conductivity. On the contrary, the residue loads discharged from the system without recirculation were higher (p<0.05) for total ammonia nitrogen, nitrate, total organic carbon, phosphate, suspended and dissolved solids, fluoride, chloride and sulfate. For the remaining parameters, no significant difference in the residue loads of the two systems was observed (p>0.05). One important observation was that no significant difference occurred between the two systems (p>0.05) regarding tilapia weight gains in the experimental period. Based on the fish biomass growth and water use measured on both systems, it was calculated that the system without recirculation used 4053 liters of water per each kg of produced fish. On the other hand, the system with recirculation used 1129 liters per kg. Considering the outlined results, it was concluded that the recirculating aquaculture system, built with simple and low cost national material, was successful with respect to fish cultivation, water use reduction, and effluent residue load discharges when compared with the conventional aquaculture technique. Despite the required refinements of the tested prototype, especially regarding scale and economic viability in different scenarios, it offers subsidies to the advance of the recirculating aquaculture technology at the national level.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:28Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-05-27Bitstream added on 2014-06-13T20:16:54Z : No. of bitstreams: 1 parra_fs_me_botfmvz.pdf: 721193 bytes, checksum: bd20823954150f08063b8abd997438d6 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Universidade Estadual Paulista (UNESP) / O objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos de protocolos de adaptação à dietas com alta inclusão de concentrados sobre o desempenho, seletividade dos ingredientes da dieta e características de carcaça de bovinos Nelore terminados em confinamento. Cento e vinte bovinos, machos não castrados com peso médio inicial (PI) de 372,19 ± 21,46 kg, provenientes de sistema de recria em pasto, foram mantidos por 84 dias em 24 baias de piso de concreto (5 animais/baia), de acordo com os tratamentos: protocolo de escadas por 14 dias (S14), protocolo de escadas por 21 dias (S21), protocolo de restrição por 14 dias (R14) e protocolo de restrição por 21 dias (R21), constituindo-se assim delineamento experimental em blocos casualizados, em arranjo fatorial 2 × 2 (protocolo escada ou restrição e duração de 14 ou 21 dias), com 6 repetições/tratamento, distribuídas em 6 blocos. Nenhuma diferença foi encontrada (P>0,10) para PI, peso final, ganho de peso diário, ingestão de matéria seca em quilos, conversão alimentar e eficiência alimentar com relação ao efeito de protocolos de adaptação. Houve interação (P<0,05) entre protocolo e duração, onde S21 proporcionou maior ingestão de matéria seca em porcentagem do peso vivo em relação a R21 (2,43 vs. 2,34). Nos 2 primeiros dias do período de terminação, os animais submetidos aos protocolos com duração de 14 dias selecionaram a favor de partículas maiores. O protocolo de restrição proporcionou maior (P=0,10) espessura de gordura subcutânea em comparação ao protocolo de escadas. Não houve diferença (P>0,10) para gordura visceral em quilos, gordura visceral em porcentagem da carcaça quente e custo por quilo de peso vivo. O peso de carcaça quente e o rendimento de carcaça foram maiores (P<0,05) para a duração de 14 dias, comparado à duração de 21 dias (285,61 vs. 278,72 e 56,76 vs. 56,13). A adaptação... / This study, conducted at the São Paulo State University feedlot, Botucatu Campus, Brazil, was designed to determine effects of restricting intake of the final finishing diet (REST) as a means of dietary adaptation compared to diets increasing in concentrate (STEPUP) over periods of 14-d or 21-d on overall feedlot performance, selectivity of the dietary ingredients and carcass characteristics. The experiment was designed as a completely randomized block with a 2 x 2 factorial arrangement, replicated 6 times (5 bullocks/pen), in which 120 18-mo-old yearling Nellore bulls (372.2 ± 21.5 kg) were fed in 24 pens for 84-d according to the treatments: STEPUP for 14-d, STEPUP for 21-d, REST for 14-d, and REST for 21-d. The STEPUP program consisted of ad libitum feeding of three adaptation diets over periods of 14-d or 21-d with concentrate level increasing from 55% to 85% of diet DM. The REST program consisted of restricted intake of the final diet (85% concentrate) with programmed increases in feed offered until yearling bulls reached ad libitum access over periods of 14-d or 21-d. No significant (P > 0.10) protocols and days main effects were observed for any of the feedlot performance parameters analyzed: initial and final BW, ADG in kg, F:G ratio, G:F ratio and DMI in kg, however a interaction was found (P < 0.05) for DMI in % of BW. Animals in STEPUP for 21-d treatment presented greater DMI (% of BW) than yearling bulls in REST for 21-d (2.43% vs. 2.34%). Animals in REST treatment had greater (P=0.10) 12th rib fat thickness than the STEPUP. With respect to carcass characteristics, no significant (P > 0.10) protocols and days main effects were observed for kidney-pelvic fat, kidney-pelvic fat in HCW percentage and cost of gain, however, yearling bulls in treatments that lasted 14-d presented heavier (P < 0.05) HCW (285.61 kg vs. 278.72 kg) and increased (P < 0.05) dressing percentage... (Complete abstract click electronic access below)

O intenso desenvolvimento da aquacultura tem sido acompanhado de um aumento nos impactos ambientais causados por esta atividade. As descargas de efluentes da aquacultura em ecossistemas aquáticos são uma fonte de deterioração da qualidade ambiental e podem causar eutrofização. O presente trabalho investigou e avaliou o desempenho de um sistema de tratamento e recirculação de efluentes de aquacultura em relação à sua eficiência em manter e restaurar os parâmetros de qualidade da água em níveis adequados ao ciclo produtivo, considerando as implicações desta técnica na conservação dos recursos hídricos. O experimento foi conduzido em dois sistemas funcionando paralelamente, simulando situações com e sem tratamento e recirculação de efluentes. Os sistemas aquícolas, em escala experimental, foram compostos pelos tanques e pelas unidades de tratamento e recirculação. Os tanques de cultivo foram povoados com juvenis de tilápia-do-Nilo (Oreochromis niloticus). Os sistemas sem recirculação e com recirculação receberam, respectivamente, 65 indivíduos (biomassa total inicial = 477g) e 64 indivíduos (biomassa total inicial = 491g). O sistema de tratamento e recirculação de efluentes foi composto por um filtro biológico de leito flutuante granular (floating beads biofilter) e duas colunas de aeração, com diferentes meios de preenchimento. Ao longo dos seis meses de experimento foram medidos os principais parâmetros de qualidade da água para a aquacultura e para a estimativa do funcionamento e desempenho do sistema de tratamento e recirculação de efluentes. O desempenho zootécnico obtido nos tanques foi também avaliado e comparado. Análise de variância (ANOVA) foi utilizada para comparar os dados. Na comparação entre a água de cultivo dos tanques, os seguintes parâmetros apresentaram um valor mais elevado (p<0,05) para o sistema com recirculação: nitrato, carbono orgânico total, fosfato, cloreto, sulfato e condutividade. A água de cultivo do tanque sem recirculação apresentou maiores valores de nitrogênio amoniacal, sólidos suspensos e turbidez (p<0,05). As duas colunas de aeração usadas no experimento não apresentaram diferenças significativa entre si (p>0,05), apresentando uma eficiência de aeração de 67%. O sistema com recirculação foi caracterizado por um uso semanal de água significativamente menor (p<0,05), utilizando apenas 36% do volume de água que foi necessário para o tanque sem recirculação. Indícios de nitrificação foram identificados em ambos os sistemas, porém este processo apresentou uma importância maior sobre a qualidade da água no sistema com recirculação e filtro biológico. O sistema com recirculação produziu efluentes (através da retrolavagem do filtro) mais concentrados (p<0,05) em relação a nitrato, alcalinidade, carbono orgânico total, fosfato, sólidos suspensos e dissolvidos, cloreto, sulfato, condutividade. Em relação à carga de resíduos lançada ao ambiente, o sistema sem recirculação obteve valores maiores (p<0,05) de nitrogênio amoniacal, nitrato, carbono orgânico total, fosfato, sólidos suspensos, sólidos dissolvidos, fluoreto, cloreto e sulfato. Para os demais parâmetros, não houve diferenças significativas quanto à carga de resíduo do efluente produzido (p>0,05). Não houve diferenças significativas entre os dois sistemas comparados (p>0,05) quanto ao ganho de peso das tilápias durante o período de avaliação do desempenho zootécnico. A partir da biomassa total de peixes produzida nos dois tanques durante todo o período experimental calculou-se que o sistema sem recirculação fez uso de 4053 litros de água para cada kg (L/kg) de peixe produzido e o sistema com recirculação usou 1129 L/kg. O sistema de aquacultura com recirculação estudado, construído a partir de materiais nacionais e de baixo custo, obteve êxito como forma de criação de peixes, oferecendo uma significativa redução no volume de água usado e na carga de alguns resíduos em seus efluentes, quando comparado a técnicas convencionais de aquacultura. Apesar de haver significativas necessidades de aprimoramento do protótipo usado e de estudos complementares em relação ao assunto tendo em vista a realidade brasileira, principalmente contemplando a sua viabilidade econômica em diferentes cenários, o experimento conduzido oferece subsídios para o desenvolvimento da tecnologia de aquacultura com recirculação em âmbito nacional. / The active aquaculture growth that has been observed over the last few decades has been accompanied by important environmental impacts. One main concern is the discharge of aquaculture effluents in aquatic systems. Since these effluents contain nutrients, their discharge can contribute to the eutrophication of the receiving water bodies. The present work describes an investigation in which the aquaculture effluent was treated and recycled back to the system. The treatment process was evaluated with respect to its capability to remove contaminants and restore water quality to levels that were adequate to the fishing productive cycle. Such a system can contribute to the conservation of water resources by saving water and discarding fewer pollutants. The experiment was conducted in two pilot systems working in parallel, simulating fish culture processes with and without effluent treatment and recycling. The culture tanks were populated with Nile tilapia (Oreochromis niloticus). The systems with and without recirculation were populated with 65 (initial total biomass = 477g) and 64 (initial total biomass = 491g) individuals, respectively. The effluent treatment and recirculation system were composed by a floating bead biofilter and two natural aeration columns, each filled with different media. The experiment was conducted along six months, during which the systems were monitored for water quality parameters and zootechnical performance. Analysis of variance (ANOVA) was used to compare data collected in the culture tanks. The following parameters presented a higher value (p<0.05) in the recirculation system: nitrate, total organic carbon, phosphate, chloride, sulfate and conductivity. Culture water without recirculation presented higher values for total ammonia nitrogen, suspended solids and turbidity (p<0.05). The two aeration columns used in the experiment had about 67% aeration efficiency. Water use in the recirculation system was significantly lower (p<0.05) than the system without recycling, using just 36% of the water needed by the latter. Nitrification occurred in both systems, but had greater importance in the process with recycling and biological filtration. Filter backwashing from the recirculating system produced effluent that was more concentrated (p<0.05) than the system without recycling with respect to nitrate, alkalinity, total organic carbon, phosphate, suspended and dissolved solids, chloride, sulfate and conductivity. On the contrary, the residue loads discharged from the system without recirculation were higher (p<0.05) for total ammonia nitrogen, nitrate, total organic carbon, phosphate, suspended and dissolved solids, fluoride, chloride and sulfate. For the remaining parameters, no significant difference in the residue loads of the two systems was observed (p>0.05). One important observation was that no significant difference occurred between the two systems (p>0.05) regarding tilapia weight gains in the experimental period. Based on the fish biomass growth and water use measured on both systems, it was calculated that the system without recirculation used 4053 liters of water per each kg of produced fish. On the other hand, the system with recirculation used 1129 liters per kg. Considering the outlined results, it was concluded that the recirculating aquaculture system, built with simple and low cost national material, was successful with respect to fish cultivation, water use reduction, and effluent residue load discharges when compared with the conventional aquaculture technique. Despite the required refinements of the tested prototype, especially regarding scale and economic viability in different scenarios, it offers subsidies to the advance of the recirculating aquaculture technology at the national level.

This thesis addresses industrial energy issues from a production economic perspective. During the past decade, the energy issue has become more important, partly due to rising energy prices in general, but also from a political pressure on environmental awareness concerning the problems with climate change. As a large user of energy the industry sector is most likely responsible for a lot of these problems. Things need to change and are most likely to do so considering current and assumed future governmental regulations. Thus, the energy intensive process industries studied and focused on in this thesis exemplify the importance of introducing a strategic perspective on energy, an appropriate approach for planning, as well as the possibilities of including energy issues in a production and supply chain planning model. The thesis aims to provide models, methods and decision support tools for energy related production and supply chain planning issues of relevance for process industries as well as for other energy intensive industries. The overall objectives are to analyze the strategic importance of energy management, production and supply chain planning, and the opportunities provided when energy is included in a production and supply chain planning model. Three different studies are carried out, analyzed, and presented as in this thesis. The first study is a case study at a specialty chemicals company and resulted in the first paper. Since the energy issue is not only a cost issue driven by supply and demand, but also a political issue due to its environmental aspects, it is likely to believe that political influence and especially continuity will have escalating effect on the energy intensive process industry sector. Thus, the strategic dimension of energy is highly relevant in this thesis. The importance of organizational integration, having a main responsible person, locating core business, and political continuity are addressed as prerequisites for including energy into the corporate strategy. Regarding long term profitability, the importance of correctly utilizing the energy system by appropriate energy planning and with respect to energy efficiency and effectiveness in both flexibility and investment issues are addressed. Further on, the quest of finding alternative revenue while striving for a proper exergy usage is addressed. The second study is a multiple case study with four different case companies involved; pulp, specialty chemicals, specialty oils, as well as a pulp and paper company. The need for improved production and supply chain planning is also addressed where for instance the lack of planning support for process industries is still an area of improvement. The production and supply chain planning in process industries is found to be rather poor compared to regular manufacturing companies. The planning methods found are often tailor made and adapted to the individual characteristics that are typical for many process industries. It has further on been difficult to distinguish similarities and differences among process industries regarding these planning issues and thus hard to generalize. The third study focuses on mathematical modelling and programming developing a combined supply chain and energy optimization model for a pulp company. Taking the first papers together there are reasons to believe that a planning and optimization model that take energy aspects in consideration, as a previously missing link, will contribute to improve the operations in process industries. A clear impact of involving energy issues into the supply chain planning is shown. The results show that a different production schedule is optimal when the energy issues are applied, and depend on, for instance, variations in energy prices such as the one for electricity. This is shown by using a model for a supply chain where the energy flow, and especially the utilization of by-products, also is involved.

Orientador: Mário de Beni Arrigoni / Banca: Rafael da Costa Cervieri / Banca: Paulo Henrique Mazza Rodrigues / Resumo: O objetivo deste estudo foi avaliar os efeitos de protocolos de adaptação à dietas com alta inclusão de concentrados sobre o desempenho, seletividade dos ingredientes da dieta e características de carcaça de bovinos Nelore terminados em confinamento. Cento e vinte bovinos, machos não castrados com peso médio inicial (PI) de 372,19 ± 21,46 kg, provenientes de sistema de recria em pasto, foram mantidos por 84 dias em 24 baias de piso de concreto (5 animais/baia), de acordo com os tratamentos: protocolo de escadas por 14 dias (S14), protocolo de escadas por 21 dias (S21), protocolo de restrição por 14 dias (R14) e protocolo de restrição por 21 dias (R21), constituindo-se assim delineamento experimental em blocos casualizados, em arranjo fatorial 2 × 2 (protocolo escada ou restrição e duração de 14 ou 21 dias), com 6 repetições/tratamento, distribuídas em 6 blocos. Nenhuma diferença foi encontrada (P>0,10) para PI, peso final, ganho de peso diário, ingestão de matéria seca em quilos, conversão alimentar e eficiência alimentar com relação ao efeito de protocolos de adaptação. Houve interação (P<0,05) entre protocolo e duração, onde S21 proporcionou maior ingestão de matéria seca em porcentagem do peso vivo em relação a R21 (2,43 vs. 2,34). Nos 2 primeiros dias do período de terminação, os animais submetidos aos protocolos com duração de 14 dias selecionaram a favor de partículas maiores. O protocolo de restrição proporcionou maior (P=0,10) espessura de gordura subcutânea em comparação ao protocolo de escadas. Não houve diferença (P>0,10) para gordura visceral em quilos, gordura visceral em porcentagem da carcaça quente e custo por quilo de peso vivo. O peso de carcaça quente e o rendimento de carcaça foram maiores (P<0,05) para a duração de 14 dias, comparado à duração de 21 dias (285,61 vs. 278,72 e 56,76 vs. 56,13). A adaptação... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: This study, conducted at the São Paulo State University feedlot, Botucatu Campus, Brazil, was designed to determine effects of restricting intake of the final finishing diet (REST) as a means of dietary adaptation compared to diets increasing in concentrate (STEPUP) over periods of 14-d or 21-d on overall feedlot performance, selectivity of the dietary ingredients and carcass characteristics. The experiment was designed as a completely randomized block with a 2 x 2 factorial arrangement, replicated 6 times (5 bullocks/pen), in which 120 18-mo-old yearling Nellore bulls (372.2 ± 21.5 kg) were fed in 24 pens for 84-d according to the treatments: STEPUP for 14-d, STEPUP for 21-d, REST for 14-d, and REST for 21-d. The STEPUP program consisted of ad libitum feeding of three adaptation diets over periods of 14-d or 21-d with concentrate level increasing from 55% to 85% of diet DM. The REST program consisted of restricted intake of the final diet (85% concentrate) with programmed increases in feed offered until yearling bulls reached ad libitum access over periods of 14-d or 21-d. No significant (P > 0.10) protocols and days main effects were observed for any of the feedlot performance parameters analyzed: initial and final BW, ADG in kg, F:G ratio, G:F ratio and DMI in kg, however a interaction was found (P < 0.05) for DMI in % of BW. Animals in STEPUP for 21-d treatment presented greater DMI (% of BW) than yearling bulls in REST for 21-d (2.43% vs. 2.34%). Animals in REST treatment had greater (P=0.10) 12th rib fat thickness than the STEPUP. With respect to carcass characteristics, no significant (P > 0.10) protocols and days main effects were observed for kidney-pelvic fat, kidney-pelvic fat in HCW percentage and cost of gain, however, yearling bulls in treatments that lasted 14-d presented heavier (P < 0.05) HCW (285.61 kg vs. 278.72 kg) and increased (P < 0.05) dressing percentage... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

To make a difference among the energy intensive process industries, this dissertation addresses production planning and supply chain planning problems related to industrial energy management issues. The energy issue is turning more and more important from different angles, involving price as well as environmental problems due to climate change leading to political pressure on all energy users. The process industry sector is one of the largest users of energy, and thus important to analyse. Process industries are also capital intensive and operate on large and expensive process equipment, making it imperative to plan their production well in order to reach preferable capacity utilisation. Therefore this dissertation strives to locate the most important energy management issues for the long term profitability of process industries, and investigates the  symbiotic effects of including energy issues in production and supply chain planning. Three different studies at three case companies are carried out, analysed, and presented in five papers. The cases represent the process industry sectors: chemicals, pulp, and steel. Both qualitative case study methodologies as well as quantitative mathematical modelling and optimisation approaches have been practiced. The research questions are analysed from both an energy system and from a production process point of view, separately as well as combined. Energy is somewhat considered to be the main workforce for process industries and this dissertation exemplifies some of its most important dimensions in this context. Several prerequisites for putting energy management on the strategic agenda are located in a specialty chemical industry where the importance of introducing a strategic perspective on energy, the way energy is used, and the possibilities of increasing alternative revenue from utilising by- and/or co-products differently are pinpointed. Approaches for including energy issues in planning processes are also suggested in terms of a MILP model for the entire supply chain of a pulp company, including decisions on purchase and transportation of raw maerials, production allocation, energy mix, and distribution. Another example is presented based on the perspectives of economics of scale and lot sizing through economic order quantity principles in a steel company. By using real company data, energy smart approaches in planning and scheduling are developed with respect to the most important intersections between the production processes and their supporting energy system. The accumulated resource intensity and embedded energy could, and probably should, hence be more fairly  reflected in the product price. The research finally shows some possible impact with including energy issues in a production and supply chain planning model. By planning differently, production prioritisations can be done, and it is not only possible without any large investments, but also prosperous with savings on both energy and money within reach. To conclude, planning of production and supply chain has either a direct or an indirect impact on the energy cost-effectiveness of a company. This dissertation argues that such impact also exists in its mutual form, and is very important when the energy issues are large enough, as they often are in the energy intensive process industry sector. Decision makers should thus beware of the short end of the stick that might be  devastating in the long run, but also aware of all the possibilities that can bring success and prosperity when the future begins.

Le virus de l’influenza aviaire hautement pathogène (IAHP) de type H5N1 apparu en Chine en 1996 constitue une menace pour la santé humaine en raison de sa circulation endémique dans les volailles domestiques et de son potentiel zoonotique. La sévérité de l'infection liée à l'IAHP H5N1 est variable selon les espèces d'oiseaux: certains anatidés sont porteurs sains et asymptomatiques du virus tandis que dans les élevages de poulets, l'IAHP est fortement contagieux et caractérisé par des taux de mortalité supérieurs à 90%. Chez les humains, l'impact de l'IAHP H5N1 reste à ce jour modéré (630 cas humains dont 375 morts, World Health Organization Juin, 2013) en raison de la faible transmission du virus des volailles aux humains et d'humain à humain. Cependant, étant donné les taux de létalité élevés (>50%), un changement des modalités de transmission pourrait mener à un impact beaucoup plus élevé.<p>Depuis son émergence, l'IAHP H5N1 a eu un impact économique important dans de nombreux pays d’Asie du Sud-Est. La Thaïlande, pays qui fait partie des principaux exportateurs mondiaux de viande de volaille, a été sévèrement touchée par les multiples vagues épidémiques entre 2003 et 2005. Ces épisodes ont eu un impact sur les revenus des petits et moyens producteurs, mais également causé des pertes économiques importantes dans le secteur de la production intensive de volailles en raison de l'embargo imposé par les principaux marchés d'exportation. <p>L'objectif de ce travail est d’étudier quantitativement l'association entre la production intensive de la volaille et la distribution spatio-temporelle de l'IAHP H5N1 en Thaïlande. Deux approches ont été développées pour aborder cette étude: le développement d’une part de modèles statistiques visant à identifier les déterminants du risque d'IAHP H5N1, et d'autre part, de modèles mécanistiques visant à simuler des trajectoires épidémiques sur base de la connaissance des mécanismes de transmission de l'IAHP H5N1, de la structure du secteur de la production de volaille et des mesures d'intervention mises en place. <p>A l’aide de facteurs environnementaux et anthropogéniques, nous montrons que: (i) la distribution des canards domestiques en Asie peut être prédite en utilisant des modèles de régression non-linéaire, et (ii) la production de volailles peut être désagrégée entre production extensive et intensive sur base du nombre de volailles par éleveur. Enfin (iii), nous montrons en utilisant des arbres de régression boostés ("Boosted Regression Trees", BRT) que les principaux déterminants de la distribution du risque d'IAHP H5N1 sont les canards élevés en systèmes intensifs, le nombre de cycles de culture de riz et la proportion d'eau présente dans le paysage. Finalement, nous illustrons les potentialités des modèles mécanistiques pour évaluer l'efficacité des mesures d'intervention implémentées, tester des scénarios alternatifs d'intervention et identifier des stratégies optimales de prévention et d'intervention contre de futures épidémies<p> / Doctorat en Sciences agronomiques et ingénierie biologique / info:eu-repo/semantics/nonPublished