Orientador: Fernando Broetto / Banca: José Pedro Serra Valente / Banca: Luciana Francisco Fleuri / Resumo: O bioetanol é um combustível produzido por meio da fermentação do açúcar do caldo da cana, que representa apenas um terço do carbono (energia), presente na planta. Atualmente, estão sendo feitos esforços para o aproveitamento do restante da biomassa, divididos entre as folhas e bagaço do colmo. Esta biomassa lignocelulósica poderia ser aproveitada para produção de etanol, desde que submetida a processos hidrolíticos químicos (ácidos e bases) e enzimáticos gerando açúcares fermentescíveis. Pela fermentação alcoólica é possível a produção de etanol a partir da mistura de açúcares liberados. Neste trabalho procurou-se a padronização de procedimentos para avaliar o pré-tratamento físico e químico do bagaço da cana-de-açúcar, aliado a diferentes tratamentos térmicos a partir de duas granulometrias de bagaço (1,1 e 2,5 mm). Para o delineamento experimental, utilizou-se tratamentos ajustados em fatorial 4 X 5, sendo que as variáveis foram a influência do tempo de pré-tratamento (0, 15, 30, 45 e 60 minutos) e concentração de ácido sulfúrico (H2SO4) a 7 e 9%. Estes fatores exerceram influência sobre o desempenho da pré-hidrólise, medido pela liberação açúcares redutores (AR) na solução e a % de espécies químicas no bagaço prétratado / Abstract: Bioethanol fuel is produced through the fermentation of sugar cane juice, which representes only a third of the carbon (energy) present in the plant. Currently, efforts are being made to the use of the remaining biomass, divided among the leaves and seed stalk. This lignocellulosic biomass could be used for ethanol production, provided that undergo hydrolytic process chemicals (acids and bases) and enzymatic generating fermentable sugars. For fermentation is possible to produce ethanol from mixed sugars released. This research is the standardization of procedures to assess the pre-treatment physical and chemical properties of bagasse from sugar cane, coupled with different thermal treatments from two particle sizes of mulch (1,1 and 2,5 mm). For this experiment, we used adjusted treatments in a factorial 4 x 5, and the variables were the influence of time of pretreatment (0, 15, 30, 45 and 60 minutes) And concentration of sulfuric acid (H2SO4) 7 and 9%. These factors have exerted influence on the performance of pre-hydrolysis, measured by the release sugars (RS) in the solution, and% of chemical species in the pretreated bagasse / Mestre

Orientador: Cláudio Cabello / Banca: Manoel Lima de Menezes / Banca: Romualdo Shigueo Fukushima / Banca: Ivo Mottin Demiate / Banca: Magali Leonel / Resumo: Recentemente há uma crescente busca de maior utilização de resíduos agroindustriais visando recuperar substâncias e/ou materiais e deste modo aumentar a eficiência econômica dos processos de produção. Diversos processos são desenvolvidos para utilização desses materiais convergindo em compostos químicos e produtos finos. A aplicação de resíduos agroindustriais em bioprocessos é uma alternativa observada na forma de substratos, e uma ajuda para solucionar o problema da poluição nos processos de agroindustrialização. O farelo de mandioca é um resíduo sólido produzido nas agroindústrias que extraem o seu amido (fecularias) que contém alto teor de amido (60 a 70% em peso seco) que é descartado e causa problemas ao meio ambiente. A recuperação do amido residual por tratamento físico ou biológico do material que tem sido objeto de pesquisas visando a melhoria dos processos, com o objetivo de agregar valor à matéria prima consumida. A produção de fécula de mandioca gera cerca de 930 Kg de farelo com aproximadamente 85% de umidade para cada 1000 Kg de raiz processada apresentando uma concentração de amido residual de 60 a 75% em massa seca. A fim de se obter um melhor aproveitamento do amido residuário existente no farelo de mandioca, o presente trabalho desenvolveu uma metodologia adequada para produção de hidrolisado, rico em glicose originário de tratamento hidrotérmico com fluido subcrítico. O tratamento do farelo residuário originário de uma agroindústria com umidade de 85% foi realizado em reator agitado em bateladas de 2,0 Kg, utilizando como catalisador o ácido sulfúrico a temperatura de 140 a 170°C. Os melhores resultados foram obtidos para as seguintes condições de tratamento: tempo de processo 35 minutos; temperatura de 140°C; concentração do catalisador de 2,5 % (m/s); umidade de 90,5% e rotação de 50 rpm. As respostas foram: ...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Recently there has been an increase search for a large utilization of agro-industrial residues based on recovering substances and/or materials to increase the economical efficiency of the production. Several processes were developed for production fine chemicals compounds and other products. The application of agro-industrial residues on bioprocesses is an alternative observed in the substract form, and also a help to solve the pollution problem on the processes of agro-industrialization. The cassava waste is a solid residue produced in agro-industry that extracts its starch which has a high starch content which is wasted and causes environmental problems. The recovery of these residual starch by physical or biological treatment of the material require research aiming the optimization of the chosen processes, as well as for aggregating value to the consumed raw material. The cassava starch production generates about 930 Kg of solid waste with approximately 85% of moisture to each 1000 Kg of processed root, presenting a concentration of starch residue from 60 to 70% on a dry weight. In order to obtain a better use of the residual starch present on the cassava waste, in the present work an optimized methodology for hydrolysate production, was developed with production of a glucose rich solution from a hydrotermic treatment with subcritical fluid. The residual waste treatment originated from an agro-industry with 85% of moisture was performed in a stirred reactor with agitator in amounts of 2 Kg using sulphuric acid as a catalyst at temperatures between 140 and 170°C. The optimum results were obtained to the following treatment conditions: ...(Complete abstract click electronic access below) / Doutor

Orientador: Maurício Boscolo / Banca: Sandra Helena da Cruz / Banca: Roberto da Silva / Resumo: No presente trabalho foi avaliada a utilização de pré-tratamentos com micro-ondas e ultrassom, associados ou não a agentes químicos, sobre o bagaço de cana-de-açúcar para posterior sacarificação enzimática para produção de açúcares fermentescíveis. Os sobrenadantes dos pré-tratamentos foram analisados por HPLC-RI para quantificação de açúcares e HPLC-UV para determinação de compostos fenólicos, provenientes da degradação da lignina e inibidores da sacarificação. Os bagaços pré-tratados foram hidrolisados com dois complexos enzimáticos fornecidos pela Novozymes, o complexo NS50012 contendo diversas enzimas como celulases, xilanases e hemicelulases e o complexo NS50013 mais específico, contendo maior atividade de -glicosidase. Verificou-se que as amostras controle tratadas com micro-ondas e ultrassom sofreram perda de massa de 3% e 1,6% respectivamente, porém, variações consideráveis ocorreram com as amostras tratadas com ácidos minerais, chegando a 55,8 % de perda de massa com ácido clorídrico, seguido do ácido nítrico, com perda de 51,5%, ambas com liberação de açúcares, como glicose e xilose. Em meio alcalino, a maior perda foi com o tratamento de NaOH , com 17,3%. O uso de peróxido de hidrogênio seguido de hidróxido de sódio mostrou-se eficiente na deslignificação, com perdas de massa na ordem de 22 e 17%, com o uso de micro-ondas e ultrassom, respectivamente. O uso de CaO proporcionou perda de massa de 45,7 % e o tratamento realizado com sais cujos cátions são ácidos de Lewis como o CaCl2 e o FeCl2 resultaram em redução de 30-35% na massa do bagaço. No tratamento ultrassônico destacam-se valores entre 11-29% para os ácidos, mas, de modo geral, os tratamentos com uso de ultrassom demonstraram serem menos efetivos... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In this work it was tested the utilization of microwave and ultrasound as pretreatments of the sugarcane bagasse associated or not with chemical agents, for later enzymatic saccharification for the production of fermentable sugars. The supernatants of the pretreatments was analyze by HPLC-RI for sugars quantification and HPLC-UV for determination of fenolic compounds, from the lignin degradation and fermentation inhibitors. The treated bagasse was hydrolyzed with two different enzymatic complexes provided by Novozymes, the NS50012 complex that content some different enzymes like cellulases, xylanases and hemicellulases, and the NS50013 complex that is more specific, with larger values of -glucosidase. It was checked that the control samples treated with microwave and ultrasound suffered weight loss of 3% and 1,6% respectively, and considerable variations occurred with the samples treated with mineral acids, reaching to 55,8% of weight loss with chloridric acid, followed of nitric acid, with loss of 51,5%, both with sugar liberation, as such as glucose and xylose. In alkaline medium, the larger weight loss was with the treatment with NaOH, com 17,3%. The utilization of hydrogen peroxide followed by NaOH showed efficiency in the delignification, with weight losses in the order of 22% and 17%, with microwave and ultrasound, respectively. The utilization of CaO provided weight loss of 45,7% and the treatment realized with salts that the cation are Lewis acids like CaCl2 and FeCl2 resulting in reductions of 30-35% in bagasse weight. In the ultrasound treatment stand out values between 29-11% for the acids, but, in overall, the ultrasound treatments showed be fewer effective in weight loss when compared with microwave utilization. Was detect liberation of sugars like glucose, xylose and cellobiose, after treatments... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre