Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2016-03-10T16:14:33Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 855491 bytes, checksum: c04038864c9403cd1989669dce5355c5 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-10T16:14:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 855491 bytes, checksum: c04038864c9403cd1989669dce5355c5 (MD5) Previous issue date: 2015-05-15 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A produção avícola vem crescendo em grandes proporções no Brasil ao longo dos últimos anos. À medida que essa produção aumenta, maiores quantidades de resíduos são gerados. A cama aviária é o principal resíduo gerado por essa atividade e vem sendo estudada por diversos pesquisadores devido à necessidade de adequação de práticas corretas de manejo e destinação final. Enquanto em uso no galpão, a cama deve reunir características que definam a sua qualidade, para assim proporcionar maior conforto e produtividade. O ambiente no qual a cama aviária está inserida determina em grande parte a sua qualidade. No entanto, são escassas as pesquisas que buscam definir interações e efeitos do ambiente nas características físicas e químicas da cama aviária, nos potenciais de emissão de amônia e na incidência de lesões no coxim plantar das aves. Dessa forma, o objetivo do presente trabalho foi verificar, ao longo de um ciclo de produção, o efeito de diferentes ambientes térmicos nas características da cama aviária de casca de café, bem como a influência nos potenciais de emissão de amônia e na qualidade do coxim plantar de frangos de corte. A pesquisa foi realizada em câmaras climáticas, localizadas no Núcleo de Pesquisa em Ambiência e Engenharia de Sistemas Agroindustriais (AMBIAGRO), do Departamento de Engenharia Agrícola da Universidade Federal de Viçosa. O experimento foi conduzido em duas etapas: a primeira, durante as três primeiras semanas de vida das aves. Foram utilizados 225 frangos, sendo estes submetidos aos ambientes de estresse por Frio Brando (E1FB), Frio Moderado (E1FM) e Frio Severo (E1FS), Conforto Térmico Segundo a Literatura (C1TL) e Conforto Térmico Preconizado por Cassuse (C1TC) (2013). Na segunda etapa, durante as três últimas semanas de vida, foram utilizados 140 frangos, sendo estes submetidos aos ambientes de Calor Severo (E2CS), Calor Acentuado (E1CA), Calor Leve (E2CL), Calor Moderado (E2CM) e Conforto Térmico Preconizado por Cassuce (C2TC) (2013). Amostras da cama foram coletadas uma vez por semana para avaliar o teor de umidade, fósforo total, nitrogênio total Kjeldahl, nitrogênio amoniacal, potássio total, pH e carbono orgânico total. Três vezes por semana foram coletados dados de temperatura superficial da cama. Utilizou-se o teste F para verificar a existência de efeitos significativos dos tratamentos (interações entre os diferentes ambientes térmicos) sobre as características mencionadas. As médias foram comparadas utilizando-se o teste de Tukey, ao nível de 5% de probabilidade. Equações de regressão foram ajustadas com o objetivo de se verificar as tendências de variação dessas variáveis ao longo do ciclo de criação. O potencial de emissão de amônia foi avaliado com base nos resultados de umidade, pH, nitrogênio amoniacal e temperatura superficial das camas, sob os diferentes tratamentos. A avaliação da qualidade do coxim plantar das aves foi feita com base em escores atribuídos aos diferentes tipos de lesões observados. Observou-se que o ambiente térmico não exerceu influência significativa nas concentrações de nitrogênio, fósforo, potássio, e carbono orgânico total na cama aviária. O potencial de emissão da amônia da cama aviária não foi significativamente diferente para os diferentes ambientes térmicos, principalmente ao longo das três últimas semanas do ciclo de criação. Não foi constatada diferença na incidência de lesões no coxim plantar das aves entre os diferentes ambientes. Assim, com base nos resultados obtidos no presente estudo e considerando-se a disponibilidade do resíduo casca de café na região da Zona da Mata Mineira, é possível recomendar sua adoção como alternativa para cama aviária. O que deve ser enfatizado, porém, é que o manejo adequado será mais crucial na definição da qualidade da cama e do ar circundante, do que propriamente o ambiente térmico no qual esta está inserida. Estando sobre cama corretamente manejada e de boa qualidade, as aves apresentarão baixa incidência de lesões no coxim plantar e consequentemente estarão em melhor condição de bem-estar, o que aumentará a eficiência produtiva do lote. / Poultry production has been growing in large proportions in Brazil over the past years. As this production increases, larger amounts of waste are generated. The poultry litter is the main residue generated by this activity and has been studied by several researchers, due to the need for adequacy of right practices for management and final destination. While being used inside the aviary, the poultry litter must meet the characteristics that define its quality, in the way that it can generate higher comfort and productivity. The environment in which the poultry litter is laid, determines in its majority, its quality. However, there are few researches seeking to define interactions and effects of the thermal environment on the physical and chemical characteristics of the poultry litter, on the potential of the ammonia emission and on the incidence of lesions in the footpad of the birds. Thus, the objective of this work was verifying, for one production cycle, the effect of different thermal environments on the characteristics of poultry bed of coffee husks, as well as the influence on the potentials of the ammonia emission and on the quality of the feet pads of broiler chickens. The research was carried out climatic chambers, located at the Center of Research in Environment Control and Engineering of Agricultural and Industrial Systems (AMBIAGRO) belonging to the Department of Agricultural Engineering of the Federal University of Viçosa. The trial was carried out in two stages: the first one, during the first three weeks of life of the animals. It were used 225 broiler chickens, being those animals submitted to environments of stress by a Mild Cold (E1FB), a Moderate Cold (E1FM) and a Severe Cold (E1FS), Thermal Comfort according to the literature (C1TL) and Thermal Comfort recommended by Cassuse ( 2013) (C1TC). In the second stage, during the last three weeks of life, it were used 140 broiler chickens, being those submitted to environments of Severe Heat (E2CS), Strong Heat (E1CA), Light Heat (E2CL), Moderate Heat (E2CM) and Thermal Comfort recommended by Cassuce (2013) (C2TC). Samples from the litter were collected once a week to assess the moisture content, total phosphorus, total nitrogen Kjeldahl, ammonia nitrogen, total potassium, pH and total organic carbon. Three times a week, were collected data of temperature in the surface of the poultry litter in each environmental condition. It was used the F test to verify the significant effects of the treatments (interactions among the different thermal environments) on the mentioned characteristics. The averages were compared by means the Tukey test, 5% level of probability. The potential for ammonia emission was evaluated with basis on the results for humidity, pH, ammonia nitrogen and surface temperature of the litter, under the different treatments. The evaluation of the quality of the footpads was done with basis on scores related to the different types of observed lesions. It was concluded that the thermal environment did not affect the concentrations of total nitrogen Kjeldahl, phosphorus, potassium, and total organic carbon in the poultry litter. The potential for ammonia emission was not significantly different for the distinct thermal environments, mainly along the last three weeks of the cycle of production. It was found no difference in the incidence of lesions in the footpad of the birds among the different environments. Thus based on the results of this study and considering the availability of the coffee husks as residue in the region of "Matas de Minas", Minas Gerais state, it is possible to recommend it as an alternative for bedding systems in poultry production. However, what it must be pointed out is that the correct management will be more crucial to define the quality of the litter and of the air around, than properly the thermal environment in which the litter is inserted. If laid on a good quality and correctly managed litter, the broiler chickens will present low incidence of lesions in the footpad and consequently, will be in better welfare condition, which will increase the productive efficiency of the lot.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-03-16T10:18:25Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 10784501 bytes, checksum: 310c50e585e16629c7d845d202baf9ed (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-16T10:18:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 10784501 bytes, checksum: 310c50e585e16629c7d845d202baf9ed (MD5) Previous issue date: 2015-08-26 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A questão energética é um dos pontos centrais do conceito de desenvolvimento sustentável, entendido como o processo que busca satisfazer as necessidades do presente sem comprometer o futuro. A energia está presente em todas as ações de nossa vida cotidiana sendo, portanto, fundamental conhecer e dominar as técnicas de geração e conversão energéticas visando garantir a preservação do meio ambiente e o desenvolvimento social. O esgotamento das reservas de petróleo e os impactos ambientais causados pelo uso intensivo de combustíveis fósseis colocou na ordem do dia a discussão sobre novas fontes alternativas de energia. Esse tema tem sido pauta das reuniões dos chefes de estado, objeto de pesquisa em universidades e preocupação dos cidadãos ao redor do mundo. Uma das fontes renováveis para a geração de energia é o biogás resultante da digestão anaeróbia de resíduos animais, vegetais, industriais ou residenciais. Para melhorar o rendimento da digestão anaeróbia uma das tecnologias que vem sendo estudadas é a codigestão. Essa tecnologia é definida como a digestão simultânea de dois ou mais substratos orgânicos com o objetivo de maximizar a produção de biogás/biometano. O biometano é o metano produzido a partir da biomassa com propriedades energéticas semelhantes as do gás natural. A maioria dos projetos energéticos no meio rural não aproveita o potencial de geração de energia in loco, sendo caracterizados somente pela expansão da rede elétrica até as propriedades. A geração distribuída de energia elétrica se caracteriza por sua localização próxima aos centros de carga, sendo conectada ao sistema de distribuição ou na própria unidade consumidora apresentando como vantagens: (i) aumento da confiabilidade de fornecimento para consumidores; (ii) aumento da qualidade de energia; (iii) possibilidade de gerenciamento da ponta; (iv) possibilidade de redução de custos de expansão; (v) redução dos custos de transmissão e distribuição; (vi) adiamento e descentralização de investimentos; (vii) viabilidade econômica para atendimento de regiões remotas; e (viii) diversificação da matriz energética. O uso de ferramentas computacionais para o dimensionamento e planejamento integrado de recursos é uma opção para avaliar o potencial local e regional para a geração de energia a partir de resíduos agropecuários. Atualmente existem no mercado vários softwares de dimensionamento energético, a maioria tem um alto custo de licenciamento e uma vez que foram desenvolvidos em países do hemisfério norte não contemplam dados da realidade dos países em desenvolvimento como o Brasil. Neste trabalho foi desenvolvida a ferramenta computacional SAUDADE. (Sistema de Avaliação do Uso da Digestão Anaeróbia para o Dimensionamento Energético) composta por planilhas de cálculo do Microsoft Excel. A ferramenta possui uma base de dados constituída em uma geodatabase com a finalidade de criar o vínculo com o Sistema de Informação Geográfica (SIG) desenvolvido em ArcGIS. Para otimizar a mistura de resíduos animais e vegetais visando maximizar a produção de biometano foi utilizado o complemento do Microsoft Excel chamado Solver que permite o cálculo por programação linear. A ferramenta computacional SAUDADE pode ser aplicada para determinar o potencial de aproveitamento de resíduos agropecuários a nível de propriedade individual (uma granja) ou por meio de condomínios (associação de várias granjas) para o uso energético. O objetivo deste trabalho foi buscar soluções energéticas para as cadeias produtivas de frango de corte e de suínos da região da Zona da Mata de Minas Gerais a partir de resíduos agropecuários. A região é formada por 142 municípios e situa-se na porção sudeste do estado, próxima à divisa dos estados do Rio de Janeiro e do Espírito Santo. Os 2,19 milhões de habitantes da Zona da Mata representam 10,63% da população de Minas Gerais. Em 2011, a participação da região no Produto Interno Bruto (PIB) do Estado foi de apenas 7,47%. Em 2001, a Zona da Mata era responsável por 8,3% do PIB mineiro. Com mais de 5% da população abaixo da linha da miséria e crescente perda de dinamismo econômico, o combate à pobreza extrema é um desafio para a região. A avicultura e a suinocultura estão entre os segmentos que mais se destacam na agropecuária da Zona da Mata de Minas Gerais. De acordo com o IMA existem 241 granjas de suínos e 530 granjas de frango na região. O descarte dos dejetos da produção de suínos e frangos constituem um grave problema ambiental caso não sejam tratados convenientemente causando danos a saúde humana e animal. O aproveitamento desses resíduos agropecuários pode consistir numa nova cadeia de produção com um conjunto de processos para a geração, coleta, transporte e conversão energética, além da utilização como fertilizantes agrícolas. A aplicação da ferramenta computacional SAUDADE no estudo de caso da região da Zona da Mata de Minas Gerais teve os seguintes objetivos: (i) estimar os resíduos agropecuários disponíveis; (ii) estimar o potencial de produção de biometano a partir da codigestão de dejetos animais e resíduos de cultivos vegetais; (iii) comparação entre o potencial de geração de energia com o biometano produzido somente com os dejetos animais e o biometano produzido com a codigestão dos dejetos animais e resíduos de cultivos vegetais; (iv) avaliar os impactos da energia gerada com o biometano na matriz energética da região; (v) avaliar o potencial de produção de biofertilzante; (vi) avaliar o potencial de mitigação de emissões equivalentes de CO 2 ; (vii) avaliar a viabilidade econômica da geração de energia a partir do biometano em granjas de suínos e de frangos; (viii) avaliar a viabilidade econômica de condomínios de agroenergia considerando o transporte de resíduos por dutos ou estradas e o transporte do biometano por gasodutos. Os resultados deste estudo demonstraram que: (i) a codigestão contribui para aumentar a produção de biometano; (ii) o biofertilzante contribui para a viabilidade econômica dos cenários simulados; (iii) o potencial de energia gerada a partir do biometano pode satisfazer a demanda energética para produção de suínos e frangos nas granjas; (iv) o potencial de energia gerada a partir do biometano, produto da codigestão anaeróbia, pode satisfazer a demanda energética da maioria dos municípios em que foram simulados condomínios de agroenergia; (v) a inserção da eletricidade gerada a partir do biometano pode evitar a construção de novas pequenas centrais hidrelétricas na região evitando-se assim impactos ambientais e sociais; (vi) apesar dos benefícios da codigestão, a grande maioria dos cenários simulados não tiveram viabilidade econômica; e (vii) sem o estabelecimento de políticas públicas claras e eficazes para fomentar o uso dos resíduos agropecuários para a produção de biometano, esse potencial de energia não trará os benefícios energéticos e ambientais tão importantes para o setor. / The energy issue is one of the central points of the concept of sustainable development, understood as the process that seeks to satisfy the needs of the present without compromising the future. The energy is present in all the actions of our everyday lives is fundamental to know and master the techniques of generation and energy conversion in order to ensure the preservation of the environment and social development. The depletion of oil reserves and the environmental impacts caused by the intensive use of fossil fuels put on the agenda the discussion of new renewable energy sources. This theme has been the agenda of meetings of heads of states, the research object in universities and preoccupation of citizens around the world. One of renewable energy options for power generation is the biogas resulting from the anaerobic digestion of animal waste, vegetable, industrial or residential. To improve the efficiency of the anaerobic digestion one of the technologies that is being studied is the co-digestion. This technology is defined as the simultaneous digestion of two or more organic substrates in order to maximize production of biogas/biomethane. The bio-methane is methane (CH 4 ) produced from biomass with properties similar to those of the natural gas. Most energetic projects in rural areas despises power generation in loco, being characterized only by the expansion of the power grid until the properties. Distributed power generation is characterized by its location close to load centers, being connected to the distribution system or in the consumer unit. This type of generation has the following advantages: (i) increase the reliability of energy supply to consumers; (ii) increased power quality; (iii) peak hour management; (iv) the possibility of reducing expansion costs; (v) reduction in electrical transmission and distribution costs; (vi) delay and decentralization of investment; (vii) economic viability for service in remote areas; and (viii) diversification of energy sources. The use of computational tools for the design and integrated resource planning is an option to assess the local and regional potential for generating energy from agricultural waste. Currently exist in the market several energetic sizing software, most have a high cost of licensing and since been developed in northern countries do not match the reality of developing countries like Brazil. In this work was developed a computational tool named SAUDADE (System of Anaerobic Digestion Use and Assessment for the Energetic System Sizing) consists of Microsoft Excel spreadsheets. The tool has a database consisting in a geodatabase in order to create the link with the Geographic Information System (GIS) developed in ArcGIS. To optimize the mix of animal and vegetable waste to maximize the production of biomethane was used Microsoft Excel Solver that allows the optimization calculation by linear programming. The computational tool SAUDADE can be applied to size the use of agricultural waste to individual property level (a farm) or through condominiums (association of several farms).The objective was to seek energy solutions for production chains poultry and swine in the area of Zona da Mata of Minas Gerais State from agricultural waste. The region is composed by 142 municipalities and is located in the Southeastern portion of the state, near the border of Rio de Janeiro and Espirito Santo States. The 2.19 million inhabitants of the Zona da Mata represent 10.63% of the population of Minas Gerais. In 2011, the region's share in gross domestic product (GDP) of the State was only 7.47%. In 2001, the Zona da Mata was responsible for 8.3% of the state GDP. With more than 5% of the population below the poverty line and with increasing loss of economic dynamism, combating extreme poverty is a challenge for the region. The poultry and swine production are among the segments that stand out in agriculture in the Mata region of Minas Gerais. According to the Agricultural Institute of Minas Gerais (IMA) there are 241 swine farms and 530 poultry farms in the region. The waste from the production of swine and poultry are a serious environmental problem causing damage to human and animal health. The use of these agricultural waste may consist of a new production chain with a set of processes for the generation, collection, transportation and energy conversion. The application of computational tool SAUDADE in the case study of Minas Gerais Zona da Mata region had the following objectives: (i) estimate agricultural waste available; (ii) estimate the biomethane production potential from co-digestion of animal and waste vegetable; (iii) comparison of the potential for energy generation with biomethane produced only of animal waste and biomethane produced with the codigestion of animal waste and vegetable waste; (iv) evaluate the energy impact generated with biomethane in the energy matrix of the region; (v) evaluate the biofertilizer production potential; (vi) assess the potential for mitigation of CO2 equivalent emissions; (vii) evaluate the economic feasibility of energy generation from biomethane in swine and poultry farms; (viii) evaluating the economic viability of bioenergy condominiums considering the transport of waste through pipelines or roads and the transport of biomethane by pipelines. The results showed that: (i) the co-digestion helps to increase the production of biomethane; (ii) the biofertilzer contributes to the economic viability of simulated scenarios; (iii) the potential for energy generated from biomethane can meet the energy demand for the production of swine and poultry on the farms level; (iv) the potential for energy generation from biomethane can satisfy the energy demand of most of the municipalities in which they simulated condominiums agro- energy; (v) the inclusion of electricity generated from biomethane into the regional energy matrix can prevent the construction of new small hydropower plants in the region thus avoiding environmental and social impacts; (vi) despite the benefits of co- digestion, the vast majority of scenarios simulated presented no economic feasibility; and (vii) without establishing clear and effective public policies to promote the use of agricultural waste for the production of biomethane, the energy potential will not become in installed capacity. / La generación y uso de la energía es uno de los aspectos fundamentales implicados enpara el concepto de desarrollo sostenible, entendido como el proceso que busca satisfacer las necesidades del presente sin poner en peligro las del futuro. La energía está presente en todas las acciones de nuestra vida cotidiana por lo que es muy importante fundamental conocer y dominar las técnicas de generación y conversión de energía con el fin de garantizar la preservación del medio ambiente y el desarrollo social. El agotamiento de las reservas de petróleo y los impactos ambientales causados por el uso intensivo de combustibles fósiles, han puesto en la agenda la discusión de sobre las nuevas fuentes de energía renovables. Este tema ha sido discutido debatido en reuniones de jefes de Estado, es objeto de investigación en las universidades y de conversaciones de ciudadanos interesados de todo el mundo. Una de estas fuentes de energías renovables es el biogás resultante de la digestión anaerobia de los residuos animales, vegetales, industriales o y residenciales. Para mejorar la eficiencia de la digestión anaeróbica una de las tecnologías que se están estudiandoobjeto de estudio es la codigestión. Esta tecnología se define como la digestión simultánea de dos o más sustratos orgánicos con el fin de maximizar la producción de biogás / biometano. El biometano es el metano (CH4) producido a partir de biomasa con propiedades similares próximas a las del gas natural. La mayoría de los proyectos de energía en las zonas rurales desprecia la generación "in situ", consistiendo solamente en la expansión de la red eléctrica a las propiedades. La generación distribuida de energía distribuida se caracteriza por su ubicación cerca de los centros de cargademanda, pudiendo estar conectado o no a la red de distribución o en la unidad de consumo que, presentando las siguientes ventajas: (i) aumentar la fiabilidad del suministro a los consumidores; (ii) una mayor calidad de la energía; (iii) posibilidad de gestión de la demanda en las horas de consumo máximo; (iv) la posibilidad de reducciónir de los costes de expansión de la red pública de distribución; (v) reducción de los costes de transporte y distribución; (vi) aplazamiento y descentralización de la inversión; (vii) la viabilidad económica para el servicio en zonas remotas; y (viii) la diversificación de las fuentes de energía. El uso de herramientas computacionales para el dimensionamiento y la planificación integrada de los recursos es una opción para evaluar el potencial local y regional para de la generación de energía a partir de residuos agrícolas. Actualmente existen en el mercado varios softwares de dimensionamiento energético, la mayoría de los cuales tienen un alto costo de la licencia. Además, dado que y una vez que son desarrollados en los países del nortedel hemisferio norte, no atiendencoinciden con la realidad de los países en desarrollo, como es Brasil. En este trabajo fue desarrollada una herramienta computacional llamada SAUDADE (Sistema de Evaluación del Uso de la Digestión Anaerobia para el Dimensionamiento Energético), consistente mpuesta deen un conjunto de hojas de cálculo desarrolladas en el entornodel Microsoft Excel. La herramienta tiene una base de datos creada en unaconsistente en una geodatabase, con el fin de crear el vínculo con el Sistema de Información Geográfica (SIG) desarrollado en con el programa ArcGIS. Para optimizar la mezcla de residuos animales y vegetales con el objetivo de maximizar la producción de biometano, fue utilizado el complemento del Microsoft Excel llamado Solver que permite el cálculo coen programación lineal. La herramienta computacional S.A.U.D.A.D.E. se puede aplicar para dimensionar la utilización de residuos agroganaderos a nivel de propiedad individual (una granja) o a través de condominios (asociaciones ón de varias granjas). El objetivo de este trabajo fue buscar soluciones energéticas para las cadenaslos sectores productivos de producción de pollo de engorde y de cerdos en la región de Zona da Mata de Minas Gerais. La región está formada por 142 municipios y se encuentra en la parte sureste del estado, cerca de la frontera de los estados de Río de Janeiro y Espirito Santo. La región tiene 2,19 millones de habitantes que representan 10,63% de la población de Minas Gerais. En 2011, la región fue responsable porgeneró el 7,47% del producto interno bruto (PIB) del Estado. En 2001, esa poercentajge era de 8,3%. Con más de 5% de la población por debajo del umbral la línea de la pobreza y el aumento de la pérdida de dinamismo económico, la lucha contra la pobreza extrema es un desafío para la región. La avicultura y porcinocultura se encuentran entre los segmentos que se destacan en la agroganadería de la región de Zona da Mata de Minas Gerais. De acuerdo con el Instituto de Agroganadería de Minas Gerais (IMA), existen 241 granjas de cerdos y 530 granjas avícolas en la región. Los residuos de la producción de cerdos y pollos son un grave problema ambiental que causan daños a la salud humana y animal. El uso energético de estos residuos ganaderos puede consistir en una nueva cadena de producción, con un conjunto de procedimientos para la conversión de generación y, recolección, transporte de lay energía. La aplicación de la herramienta computacional SAUDADE en el estudio de caso de la región de Zona da Mata de Minas Gerais tuvo los siguientes objetivos: (i) estimar los residuos agroganaderos disponibles; (ii) estimar el potencial de producción de biometano a partir de los residuos animales y vegetales a través de la codigestión; (iii) comparación del potencial de generación de energía con el biometano producido solamente con residuos animales con el biometano producido con la codigestión de residuos animales y vegetales; (iv) evaluar el impacto de la energía generada con el biometano en la matriz energética de la región; (v) evaluar el potencial de producción de biofertilzante; (vi) evaluar estudiar el potencial de mitigación de las emisiones de CO2; (vii) evaluar la viabilidad económica de la generación de energía a partir del biometano en granjas de cerdos y pollos; (viii) evaluar analizar la viabilidad económica de condominios agrupaciones de bioenergía, considerando el transporte de los residuos a través de tuberías o camiones y el transporte de biometano por gasoducto. Los resultados mostraron que: (i) la codigestión ayuda a aumentar la producción de biometano; (ii) el biofertilizante contribuye a la viabilidad económica de los escenarios simulados; (iii) el potencial de la energía generada a partir de biometano puede satisfacer la demanda de energía para la producción de cerdos y pollos en las granjas; (iv) el potencial de la energía generada a partir de biometano puede satisfacer la demanda de energía de la mayoría de los municipios en los que fueran simuladlas agrupaciones os condominios agroenergéticas de productoresía; (v) la inclusión de la electricidad generada a partir de biometano puede evitar la construcción de nuevas pequeñas centrales hidroeléctricas en la región, evitando así impactos ambientales y sociales; (vi) aunque existan ventajas en la codigestión, la gran mayoría de los escenarios simulados no tenía viabilidad económica; y (vii) sin establecer políticas públicas claras y eficaces para promover el uso de residuos agroganaderos para la producción de biometano, el potencial de la energía no se convertirá en capacidad instalada.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2016-06-01T14:27:52Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1370595 bytes, checksum: f086bb4ff130a80fbe4c4f6865067cbe (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-01T14:27:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1370595 bytes, checksum: f086bb4ff130a80fbe4c4f6865067cbe (MD5) Previous issue date: 2016-02-17 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Esta pesquisa teve como tema o uso de efluentes da indústria de carnes como meio de cultivo de microalgas para a produção de biomassa que pode ser utilizada para diferentes fins, dentre eles a geração de bioenergia. O primeiro estudo avaliou o cultivo de microalgas em lagoas de alta taxa, com a utilização de efluentes da indústria de carnes, previamente tratados em nível primário e secundário. As distintas condições nutricionais tiveram efeito na produção de biomassa total. O uso de lagoas de alta taxa como tratamento secundário e terciário de efluentes da indústria de carnes propiciou o crescimento de biomassa com eficiente remoção de nutrientes, atendendo a legislação. No entanto, um pós-tratamento terciário, no caso do uso da lagoa de alta taxa como tratamento secundário, seria ainda necessário para o polimento do efluente em termos de remoção de matéria orgânica. O segundo estudo avaliou o cultivo de microalgas em lagoa de alta taxa e em fotobiorreator coluna de bolha, com a utilização de efluente da indústria de carnes, previamente tratado em nível primário. Os diferentes tipos de sistema de cultivo influenciaram na produtividade de biomassa total. O desempenho energético de cada sistema foi avaliado em termos de produtividade específica de biomassa e pela razão energética liquida. A lagoa de alta taxa teve desempenho ligeiramente melhor, principalmente na produção por input energético. A escolha entre um ou outro sistema depende do objetivo de utilização da biomassa. No entanto, quando se fala em utilização de efluentes para o cultivo de microalgas, a opção pela lagoa de alta taxa se faz mais coerente, pelos baixos custos inseridos na operação e manutenção da tecnologia. / This research has been on the use of meat processing industry waste as a means of microalgae cultivation for the production of biomass that can be used for different purposes, including the generation of bioenergy. The first study assessed the cultivation of microalgae in high rate ponds, with the use of meat processing industry effluents, previously treated in primary and secondary level. The different nutritional conditions had effect on total biomass production. High rate ponds use as secondary and tertiary treatment of meat processing industry effluents favored the growth of biomass with efficient removal of nutrients, in accordance with regulations. However, a tertiary post-treatment in the case of the use of the high rate pond as a secondary treatment, would still be necessary to polish the effluent in terms of removal of organic matter. The second study evaluated the cultivation of microalgae in high rate pond and bubble column photobioreactor with the use of the effluent from the meat processing industry, previously treated at primary level. The different cultivation system influenced in total biomass yield. The energy performance of each system was evaluated in terms of specific biomass productivity and net energy ratio. The high rate pond had slightly better performance, particularly in the production per energy input. The choice between one or other system depends on the purpose of use of biomass. However, when it comes to using wastewater for cultivation of microalgae, the choice of high rate pond becomes more consistent, since it has lower operational and maintenance costs.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-08-24T10:34:49Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 766120 bytes, checksum: 245452399fffaf0b2e1393f07cc847d9 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-24T10:34:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 766120 bytes, checksum: 245452399fffaf0b2e1393f07cc847d9 (MD5) Previous issue date: 2007-03-14 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Os nematóides das galhas, gênero Meloidogyne, são considerados os de maior importância agrícola, pois parasitam mais de 2000 espécies de plantas, causando perdas significativas. O controle desses nematóides é muito difícil devido à escassez de cultivares resistentes, dificuldade da adoção de rotação de culturas e às restrições ao uso de nematicidas químicos devido aos efeitos nocivos ao meio ambiente que seu uso acarreta. Por essas razões, métodos alternativos de controle têm sido amplamente estudados. A solarização do solo, que é o seu aquecimento através da cobertura com lona plástica transparente controla patógenos do solo e plantas daninhas diretamente pelas altas temperaturas, mas também por induzir processos microbianos que promovem a supressividade do solo. Esse método tem se mostrado mais eficiente quando combinado à incorporação de certos materiais orgânicos, resultando num processo conhecido como biofumigação, que consiste na produção e aprisionamento de gases tóxicos durante a decomposição da matéria orgânica. Formas do gás isotiocianato são tóxicos para fitopatógenos de solo e são gerados pela hidrólise de glucosinolatos presentes em plantas da família das brássicas e em sementes e folhas do mamoeiro (Carica papaya). Além da ação nematicida dos gases produzidos durante a biofumigação, a incorporação de materiais orgânicos melhora as características físico-químicas do solo e aumenta a diversidade da microbiota. Portanto a biofumigação pode gerar aumento de bactérias que podem atuar no controle de fitonematóides. Dessa forma, o objetivo geral desse trabalho foi avaliar os efeitos diretos e indiretos da incorporação de resíduos vegetais ao solo, sobre os nematóides das galhas M. javanica e M. incognita. Os tratamentos de biofumigação com couve-flor, brócolis e mostarda reduziram o número de galhas por sistema radicular em 61,3, 60,8 e 46,8%, respectivamente, em relação à testemunha (pousio). Todos os tratamentos diferiram da testemunha no número de ovos de M. javanica por sistema radicular e o peso da parte aérea das plantas foi superior em todos os tratamentos em que o solo foi incorporado com matéria orgânica. Foi avaliado o potencial de controle biológico de isolados bacterianos obtidos a partir de solo biofumigado com resíduos de brássicas. Da seleção massal de 59 isolados, 19 reduziram o número de massas de ovos por sistema radicular em mais de 50% (P ≤ 0,05). Entre os 19 isolados, seis se destacaram e reduziram o número de massas de ovos em 63%, 65%, 73%, 77%, 78% e 93% em relação à testemunha. Na reavaliação dos isolados bacterianos em container maior e com maior pressão de inóculo, os isolados não reduziram o número de galhas e de ovos de M. javanica e não induziram o desenvolvimento da planta. Em experimento in vitro, os isolados não reduziram significativamente a eclosão de juvenis de M. javanica em comparação com o tratamento testemunha (água). Extrato de semente de mamão, quando avaliado in vitro, resultou na redução da eclosão de M. javanica em 95,3% e de M. incognita em 99,3%, em relação à testemunha, e em 100% de morte de juvenis de ambos os nematóides. A incorporação de farinha de semente de mamão ao solo resultou em até 100% de controle no que se refere ao número de galhas e de ovos por sistema radicular para M. javanica e M. incognita. A altura e o peso da parte aérea das plantas, bem como o peso radicular, foram superiores nas plantas cultivadas em solo tratado com farinha de semente de mamão. / The root-knot nematodes, Meloidogyne genus, are considered the most important ones in the agriculture, as they parasitize more than 2,000 plant species, causing significant losses. The control of these nematodes is complicated by the lack of resistant cultivars, difficulty of adoption of crop-rotation practices and to the restrictions to the use of chemical nematicides due to hazardous effects to the environment they cause. For these reasons, alternative control methods have been widely studied. The soil solarization, which is heating the soil by covering it with transparent plastic sheet during the summer, controls soil pathogens and weeds directly by the high temperatures, but also by the induction of microbial processes that turn the soil suppressive. This method has shown to be more effective when combined with soil amendment with certain plant residues, resulting in the production and trapping of toxic gases during the organic material decomposition, process known as biofumigation. Forms of the isothiocyanate gas are toxic to soilborne plant pathogens and are generated by the hydrolysis of glucosinolates present in plants of the Brassicaceae family and in seeds and leaves of the papaya plant (Carica papaya). Besides the nematicidal effect of the toxic gases, the soil amendment with organic materials improve the chemical-physical characteristics of the soil and the microbial diversity, favoring the biocontrol. Therefore, the biofumigation may induce the development of bacteria that may act controlling the nematodes. For this reason, the general objective of this work was to evaluate the direct and indirect effects of the soil amendment with plant residues, on the control of the root-knot nematodes M. javanica and M. incognita. The biofumigation with cauliflower, broccolis and mustard reduced the number of galls per root-system in 61.3, 60.8 and 46.8%, respectively, in relation to the control treatment (fallow). All treatments reduced the number of M. javanica eggs per root-system and increased the shoot weight when compared to the control treatment (P ≤ 0.05). The biocontrol potential of bacteria isolated from soils amended with brassica residues was evaluated. From the massal screening of 59 isolates, 19 reduced the number of egg masses per root system in more than 50% (P ≤ 0.05). In the re-evaluation of the isolates in larger containers and under larger inoculum pressure, the isolates did not reduce the number of galls and eggs of M. javanica or induced the plant development. The isolates did not reduce significantly the M. javanica egg- hatching in an in vitro experiment. Extract of papaya seeds, when evaluated in vitro, reduced the egg-hatching of M. javanica in 95.3% and of M. incognita in 99.3%, in relation to the control treatment, and in 100% of death of the juveniles of both nematodes. The incorporation of dry and ground papaya seeds into the soil resulted in up to 100% control as for number of galls and eggs per root-system, for both M. javanica and M. incognita. The height and weight of the shoots as well as the root-system weight were superior in the plants grown in soils amended with the papaya seeds.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-09-08T10:52:17Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1895741 bytes, checksum: 9598d14b9c9193967a5820d281b75735 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-08T10:52:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1895741 bytes, checksum: 9598d14b9c9193967a5820d281b75735 (MD5) Previous issue date: 2015-09-18 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nesse trabalho, nos reportamos uma extensiva e detalhada caracterização das ligninas no bagaço e palha de cana-de-açúcar. Com esse propósito, nos usamos poderosas metodologias analíticas, incluindo pirólise analítica acoplada a cromatografia gasosa e espectrometria de massa (Pi-CG/EM), métodos espectroscópicos como ressonância magnética nuclear (2D- NMR) e derivatização seguida por clivagem redutiva (DFRC), para delinear as diferenças de composição e estrutura entre estas duas ligninas. Esses dados vão ajudar a maximizar o aproveitamento desses importantes resíduos agroindustriais. O bagaço em estudo é composto por holocelulose (75,8%), lignina total (20%), cinzas (2%) e extrativos (2,2%). A palha teve composição química semelhante comparada a do bagaço, tendo holocelulose (72,9%), lignina total (18,9%), cinzas (4,7%) e extrativos (3,5%). Enquanto que a lignina do bagaço é rica em siringil (H:G:S de 2:38:60), a lignina da palha é rica em guaiacil (H:G:S de 4:68:28). As diferenças de composição foram também refletidas nas relativas abundancias das diferentes ligações. As ligninas do bagaço prevaleceram principalmente –O–4 ́subestruturas aril- alquil-éter (representando 83% das ligações medidas no RMN) seguido de quantidades menores de -5 ́ (fenilcumarânico, 6%) e outras subestruturas condensadas. A lignina a partir da palha tem menor quantidade de ligações –O–4′ aril-alquil-éter (75%), mas os níveis relativamente mais altos de fenilcumarânico ( -5 ́, 15%) e dibenzodioxina (5-5/4-O , 3%), correspondendo com uma lignina enriquecida de unidades G. A composição de fitoquímicos lipofílicos no bagaço e palha foi investigada em detalhe por cromatografia gasosa e espectrometria de massa. A composição dos lipídios a partir do bagaço e palha de cana-de- açúcar foram completamente diferentes umas das outras. Os extrativos de bagaço de cana foram dominados por n-aldeídos (cerca de 48% de todos os lipídios identificados) e n-álcoois graxos (ca. 23%) com pequenas quantidades de n-ácidos graxos (10%) e cetonas esteroides (14 %), os extratos de palha de cana de açúcar foram fortemente dominados por n-ácidos graxos (representando cerca de 60% de todos os compostos identificados) com quantidades significativas de compostos esteroides, particularmente esteróis (10%) e esteroides cetonas (14%). Tocoferóis e triterpenos também foram encontrados, sendo particularmente abundante entre os extrativos da palha da cana. Bagaço e palha de cana-de-açúcar podem ser considerados como matérias-primas promissoras para obtenção de combustíveis e produtos químicos de interesse industrial. / In this paper, we report a more extensive and detailed structural characterization of the lignins in sugarcane bagasse and straw. For this purpose, we used powerful analytical methodologies, including analytical pyrolysis coupled to gas chromatography and mass spectrometry (Py-GC/MS), spectroscopic methods such as nuclear magnetic resonance (2D- NMR) spectroscopy, and derivatization followed by reductive cleavage (DFRC), to delineate the compositional and structural differences between these two lignins. Such data will help to maximize the exploitation of these important agro-industrial wastes as feedstocks for the production of second-generation bioethanol and other biobased products. The bagasse studied is composed of holocellulose (75.8%) Total lignin (20%), ash (2%) and extractives (2.2%). The straw had similar composition compared to the bagasse, having holocellulose (72.9%) Total lignin (18.9%), ash (4.7%) and extractives (3.5%). Whereas the lignin from bagasse is rich in syringyl (H: G: S 2:38:60), the lignin from straw is rich in guaiacyl (H: G: S 4:68:28). The compositional differences were also reflected in the relative abundances of the different linkages. Bagasse lignin was primarily –O–4 ́ alkyl-aryl ether substructures (representing 83% of NMR-measurable linkages), followed by minor amounts of -5 ́ (phenylcoumarans, 6%) and other condensed substructures. The lignin from straw has lower levels of –O–4′ aril-alquil-éter (75%) but higher relative levels of phenylcoumarans ( -5 ́, 15%) and dibenzodioxocins (5-5/4-O- , γ%) consistent with a lignin enriched in G-units. The composition of lipophilic phytochemicals in sugarcane bagasse and straw was investigated in detail by gas chromatography and mass spectrometry. The composition of the lipids from sugarcane bagasse and straw were completely different from each other. While the extracts of sugarcane bagasse were dominated by n-aldehydes (ca. 48% of all identified lipids) and n- fatty alcohols (ca. 23%) with lower amounts of n-fatty acids (10%) and steroid ketones (14%), the extracts from sugarcane straw were strongly dominated by n-fatty acids (accounting for ca. 60% of all identified compounds) with significant amounts of steroid compounds, particularly sterols (10%) and steroid ketones (14%). Tocopherols and triterpenols were also found, being particularly abundant among the extractives of sugarcane straw. Sugarcane bagasse and straw can be considered as promising feedstocks to obtain fuels and chemicals of industrial interest.

Orientadora: Profa. Dra. Juliana Tófano de Campos Leite Toneli / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Energia, 2015. / O uso da biomassa em processos de conversão energética é hoje uma das principais alternativas à utilização dos combustíveis fósseis. Nesse contexto, o aproveitamento energético de resíduos é uma possibilidade de uso da biomassa como fonte de energia sem competir com a área plantada para o cultivo de alimentos. Dentre as principais limitações do uso da biomassa para fins energéticos, podem ser destacadas algumas características como a baixa densidade, a produção dispersa, o estado físico sólido e o teor de umidade, que dificultam o seu manuseio, armazenamento, transporte e aplicação nos processos de conversão energética, devido às limitações dos equipamentos. Uma solução para esses problemas é a densificação da biomassa, por meio da produção de briquetes, por exemplo. Neste sentido, o presente trabalho objetivou avaliar o efeito do teor de umidade e das condições de processamento nas propriedades de briquetes produzidos com bagaço de cana de açúcar, com a biomassa residual coletada após o processo de limpeza a seco de cana picada mecanicamente (RLC) e de blendas de bagaço com RLC, visando o seu aproveitamento energético em processos industriais de cogeração. Primeiramente, realizou-se a caracterização física, química e térmica do bagaço e do RLCin natura através das análises de granulometria, massa específica, poder calorífico inferior e superior, análise imediata e elementar e da composição das cinzas. Posteriormente, foram produzidos briquetes com RLC, bagaço e blendas a partir do material moído (peneira 2mm), de acordo com um planejamento experimental 2³ com 3 pontos centrais em que as variáveis independentes foram: teor de umidade da biomassa, temperatura de compactação e composição das blendas (%bagaço b.s.) sobre a resistência mecânica e densidade energética dos briquetes. Os resultados foram analisados através da metodologia de superfície de respostas e observou-se que há uma tendência ao aumento da densidade energética com o aumento da temperatura e redução do teor de umidade. Para briquetes produzidos com RLC, o aumento da temperatura implicou no aumento da resistência mecânica e na diminuição da expansão volumétrica. Já para briquetes produzidos com bagaço, ocorreu aumento da resistência mecânica e diminuição da expansão volumétrica com o aumento do teor de umidade da biomassa, dentro da faixa analisada. A caracterização físico-química e térmica do RLC e do bagaço confirmaram as características combustíveis desses materiais. / The use of biomass energy conversion processes is, nowadays, one of the main alternatives to fossil fuels. In this context, the energy recovery from waste materials is a possible use for biomass as an energy source, which does not compete with food crops for planted area. Amongst the main limitations for using biomass for energy purposes, some relevant characteristics should be mentioned: low density, dispersed generation, moisture presence and the fact that it is a solid, making its handling, storage, transport and application in energy conversion processes much harder, due to equipment limitations. A solution to these problems is the biomass densification, through the production of pellets or briquettes. The present work aimed at to assess the effect of biomass moisture content and pre-processing conditions on properties of briquettes produced by sugarcane bagasse, DCR and blends of bagasse with DCR, aiming their energetic use in cogeneration industrial processes.Firstly, the in natura samples were undergone analysis to determine their physical, chemical and thermochemical properties, such as particle size, bulk density, ultimate composition, moisture content, volatile matter, fixed carbon ash content, metals content in ash, higher and lower heating value. Secondly, briquettes were produced with sugarcane bagasse, DCR and blends of these materials, according a 2³ factorial experimental design with 3 central points. The independent variables assessed were biomass moisture content, compaction temperature and blend composition (%bagasse d.b.) on mechanical strength and energy density of briquettes.The results had been evaluated through the response surface method and it was observed that there is certain tendency to increase the energy density with increasing temperature and reduced moisture content. For briquettes produced from RLC, the increasing compaction temperature implies the increasing of mechanical strength and on lower volume expansion. On the other hand, for briquettes produced from bagasse, the increasing of mechanical strength and a lower volumetric expansion are obtained through higher biomass moisture content within the analyzed range. The physicochemical and thermal characterization of RLC and bagasse settles the fuel characteristics of these materials.

Made available in DSpace on 2014-11-10T11:09:55Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-07-18Bitstream added on 2014-11-10T11:57:43Z : No. of bitstreams: 1 000788979.pdf: 1462052 bytes, checksum: 88994a9af4a6e667a22d00970d06ebd8 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Cento e quarenta e oito linhagens fúngicas, mesofílicas e termofílicas, foram isoladas de amostras de solo e de matéria orgânica em decomposição de áreas de Cerrado no estado do Mato Grosso Sul. Essas linhagens tiveram suas capacidades de crescimento a 35 ºC e 45 °C analisadas em meios contendo palha de milho como fonte de carbono. Sessenta e seis fungos, com crescimento a 45 ºC foram selecionados para testes de produção enzimática. A maioria das linhagens isoladas produziram xilanase e celulases (avicelase e CMCase) por fermentação em estado sólido (FES), inicialmente utilizando o farelo de trigo como substrato. Posteriormente, foram realizados os estudos do efeito da fonte de carbono e do perfil de produção de enzimas, utilizando diferentes substratos como: farelo de trigo, bagaço de cana-de-açúcar, serragem, sabugo de milho e com misturas destes na proporção de 1:1. A produção mais elevada de CMCase, 18 U/g, foi obtida pelo fungo Penicillium sp 1IP4-A2, em farelo de trigo, após 48 horas de cultivo. As maiores produções de avicelase 13,1 U/g, e xilanase, 370 U/g, foram obtidas pelo fungo Aspergillus sp 1IP2B1, quando cultivado em farelo de trigo e sabugo de milho, após 24 horas e 96 horas de cultivo, respectivamente. A xilanase referida acima, produzida pelo fungo Aspergillus sp 1IP2B1, apresentou atividade máxima em 55 ºC com pH de 5,5 e se manteve estável até 55 °C / One hundred forty-eight mesophilic and thermophilic fungal strains were isolated from samples of soil and decomposing organic matter from Cerrado in the state of Mato Grosso do Sul. These strains have had their capacity for growth at 35 °C and 45 °C analyzed in culture medium containing corn straw as the carbon source. Sixty-six fungi, growing at 45 °C, were selected for enzyme production testing. The most of the isolated strains produced xylanase and cellulase (CMCase and avicelase) by solid state fermentation (SSF), initially using wheat bran as substrate. Subsequently, studies of the effect of carbon source and enzyme production profile were performed using different substrates: wheat bran, sugar cane bagasse, sawdust, corn cobs and mixtures in a 1:1 ratio. The highest CMCase production, 18 U/g, was produced by fungi Penicillium sp 1IP4-A2 in wheat bran, after 48 hours of cultivation. The highest avicelase production, 13.1 U/g, and xylanase, 370 U/g, were obtained by fungi Aspergillus sp 1IP2B1, in wheat bran and corn cob, after 24 hours and 96 hours of culture on solid fermentation, respectively. The xylanase produced by fungi Aspergillus sp 1IP2B1 showed maximum activity at 55 °C at pH 5.5 and it was stable up to 55 °C

A utilização de resíduos agroindustriais na produção de diversos bioprodutos tem surgido como uma alternativa viável, para o aproveitamento na formação de subprodutos através da bioconversão de resíduos agroindustriais que estão cada vez mais utilizados. Os resíduos se caracterizam como materiais extremamente heterogêneos, e que servem tanto como fonte de carbono e energia, quanto para o crescimento microbiano, reduzindo assim os custos de produção de diversas enzimas microbianas e minimizando o impacto ambiental que esses materiais ocasionariam ao serem descartados no meio ambiente. Os fungos filamentosos apresentam um elevado potencial biotecnológico para produção de enzimas de origem microbiana. As tanases são enzimas extracelulares que catalisam a quebra de taninos hidrolisáveis, induzíveis, produzidas por diversos micro-organismos, principalmente por fungos filamentosos, por fermentação sólida, líquida ou submersa, com vasta aplicação em diversos seguimentos de origem industrial e comercial. Este trabalho apresenta uma proposta de formular meios considerados econômicos para produção de tanases utilizando resíduos agroindustriais (café, uva e laranja) pelo fungo filamentoso Aspergillus isolado da caatinga do estado de Pernambuco. A primeira etapa da pesquisa consistiu na seleção do fungo, onde ele apresentou atividade degradadora do ácido tânico, porém a linhagem que apresentou melhor atividade foi o SIS 4. Essa linhagem, posteriormente, foi testada em meios de cultura adicionando 10 g/L de resíduos agroindustriais a uma solução de sais contendo 10 g/L de ácido tânico. Os melhores resultados foram obtidos com o resíduo de café para a linhagem previamente selecionada. / The use of agro-industrial waste in the production of various bioproducts has emerged as a viable alternative for use in the formation of by-products through bioconversion of agro-industrial waste that are increasingly used. The waste material is characterized as highly heterogenous, and they serve both as a source of carbon and energy, as for microbial growth thus reducing the production costs of several microbial enzymes and minimizing the environmental impact that these materials would provoke to be disposed in the environment. Filamentous fungi has a high potential for biotechnological production of enzymes of microbial origin. The tanases are extracellular enzymes that catalyze the cleavage of hydrolyzable tannins, inducible produced by various microorganisms, mainly by filamentous fungi , for ferment solid, liquid or submerged in a wide application in various segments of origin industrial and commercial. This work presents a proposal to formulate considered economical means for tannase production using agroindustrial waste (coffee, grape and orange) by the filamentous fungus Aspergillus isolated from the caatinga of Pernambuco state. The first stage of the research consisted in the selection of the fungus, where he was active degrading tannic acid, but the strain that showed the best activity was the SIS 4. This strain was subsequently tested in culture media by adding 10 g/L of the agroindustrial waste salt solution containing 10 g /L tannic acid. The best results were obtained with the residue of coffee to the line previously selected.

Submitted by Lilian Danielle de Moura Torquato null (litorquato.ibilce@gmail.com) on 2016-12-19T19:48:44Z No. of bitstreams: 1 Tese_ L.D.M. Torquato (12-12-2016)_DEFINITIVA.pdf: 6366289 bytes, checksum: b0113724fd68a4c4328ce9913a55d99b (MD5) / Approved for entry into archive by Felipe Augusto Arakaki (arakaki@reitoria.unesp.br) on 2016-12-21T11:15:51Z (GMT) No. of bitstreams: 1 torquato_ldm_dr_araiq.pdf: 6366289 bytes, checksum: b0113724fd68a4c4328ce9913a55d99b (MD5) / Made available in DSpace on 2016-12-21T11:15:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 torquato_ldm_dr_araiq.pdf: 6366289 bytes, checksum: b0113724fd68a4c4328ce9913a55d99b (MD5) Previous issue date: 2016-12-12 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O objetivo deste trabalho foi avaliar a viabilidade do emprego de lodo anaeróbio, originados pelo processo de tratamento de efluentes sanitários, como biomassa para a geração de energia, o qual foi realizada por diferentes processos de conversão: por combustão, sendo este resíduo aplicado isoladamente ou co-processados com bagaço de cana-de-açúcar; por digestão anaeróbia, aplicando-o como inóculo para a produção biológica de hidrogênio. No processo termoquímico, avaliou-se o desempenho térmico e cinético das biomassas citadas, bem como de suas misturas (“blendas”) em diferentes proporções. Os estudos demonstraram que as blendas, apesar da influência das biomassas precursoras, apresentaram propriedades térmicas distintas destas durante o processo de combustão e dependentes da razão de aquecimento empregadas. Em termos de conteúdo energético, inerentemente, o poder calorífico das blendas cresce com a quantidade de bagaço adicionado, que contribui para o aumento da reatividade destes materiais durante a devolatilização. Entretanto, para a combustão em grande escala, a adição de 75% de bagaço ao lodo não se mostrou viável, por levar ao aumento da energia de ativação (Ea) durante o processo. Por outro lado, apesar de necessitar de maior Ea inicialmente, o lodo demonstrou maior estabilidade ao longo do processo, sugerindo sua capacidade de manter o mesmo rendimento por maior tempo. Os estudos preliminares de emissões gasosas demonstraram um perfil inesperado para a blenda com maior proporção de bagaço, o qual pode ser um reflexo dos resultados obtidos durante a caracterização térmica das biomassas avaliadas. Quanto à abordagem bioquímica, foram realizados ensaios voltados à geração de H2 por meio da digestão anaeróbia, empregando o lodo como inóculo e, como substrato, meio de cultura sintético e efluentes da indústria de processamento de frutas cítricas (a água residuária e a vinhaça citrícola). Este estudo demonstrou a potencialidade de ambos os efluentes citrícolas como substratos, bem como reiteraram a viabilidade de aplicação prática do lodo de esgoto LG para a produção biológica de H2, a qual já havia sido comprovada em meio sintético, inclusive em concentrações crescente de sacarose. Este inóculo apresentou maior potencial biológico quando comparado a amostras de lodo de diferentes sistemas de tratamento de efluentes da região de Araraquara. Paralelamente, foi desenvolvido um método termogravimétrico para a análise imediata de biomassas (umidade, materiais voláteis, carbono fixo e cinzas), no qual foi possível a avaliação de todas as referidas propriedades em uma única medida, realizada em um tempo consideravelmente mais curto em relação a métodos padrão. O método desenvolvido foi validado e aplicado a diferentes tipos de biomassas, demonstrando ser preciso mesmo quando aplicado a uma matriz complexa, como o lodo de esgoto. Em todos os estudos, ficou clara a importância da análise térmica para a caracterização destes resíduos quando se propõe sua aplicação energética, haja visto que fornece parâmetros que servem de base à compreensão dos fatores preponderantes para a futura implantação destes em processos em larga escala. As informações fornecidas por este trabalho certamente podem contribuir para agregar valor a materiais outrora tidos como rejeitos, promovendo-os a fontes potenciais de energia (biomassa) renovável e até mesmo limpa (H2), com alta disponibilidade e custo reduzido. / The aim of this study was to evaluate the feasibility of using the anaerobic sludge generated by the treatment of sanitary effluents, as biomass for power generation, which was carried out by different conversion processes: combustion, by applying this residue single or co-processed with sugar cane bagasse; anaerobic digestion, by applying sludge as inoculum for the biological production of hydrogen. In the thermochemical process, the thermal and kinetic performance of the related biomasses, as well as of their mixtures ("blends") were evaluated in different proportions. The studies showed that the blends had different thermal properties during combustion process despite the influence of the precursor biomass, which dependes on the heating rate employed. In terms of energy content, inherently, the heating value of the blends increases as increases the amount of bagasse, which contributes to increase the reactivity of these materials during devolatilization. However, for large-scale combustion, the addition of 75% of bagasse to the sludge was not feasible, since it results in a increase of the activation energy (Ea) during the process. On the other hand, despite the need for a greater input of Ea, the sludge showed greater stability throughout the process, suggesting its capacity to maintain the same yield for a longer time. Preliminary studies of gaseous emissions showed an unexpected profile for the blend with the highest bagasse ratio, which may be a reflection of the results obtained during the thermal characterization of the evaluated biomasses. Regarding the biochemical approach, tests were performed to generate H2 by anaerobic digestion, using sludge as inoculum and, as substrate, synthetic medium and effluents from the citrus processing industry (the wastewater and the citrus vinasse). This study demonstrated the potential of both citrus effluents as substrates, as well as reaffirm the feasibility of practical application of LG sewage sludge to the biological production of H2, which have already been proven in synthetic medium, even in increasing concentrations of sucrose. This inoculum presented higher biological potential when compared to sludge samples from different effluent treatment systems of the region of Araraquara. In parallel, a thermogravimetric method was developed for the proximate analysis of biomasses (moisture, volatile matter, fixed carbon and ash), which enables the direct evaluation of all these properties in a single measurement, carried out in a considerably shorter time in relation to standard methods. The developed method was validated and applied to different types of biomass, showing to be accurate even when applied to a complex sample as sewage sludge. In all studies, it became clear the importance of thermal analysis for the characterization of these residues when it is proposed their energetic application, given that it provides parameters that serve as a basis for the understanding of the prevailing factors for the future application of these materials in large scale processes. The information provided by this work can certainly contribute to add value to materials once considered as tailings, turning them into potential sources of renewable and even clean energy (H2), with high availability and low cost.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:06Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-11-24Bitstream added on 2014-06-13T20:38:18Z : No. of bitstreams: 1 lourenco_rv_me_sjrp.pdf: 618043 bytes, checksum: f0ce559908da201618d93514e1577b98 (MD5) / A indústria sucroalcooleira gera uma grande quantidade de lodo, o qual deve ser descartado de forma adequada. Na indústria sucroalcooleira o tratamento de efluentes pode ser realizado com o auxilio de um reator anaeróbio (Upflow Anaerobic Sludge Blanket- UASB). Este sistema produz aglomerados compactos de microrganismos anaeróbios em formato de grânulos, sendo estes os responsáveis pela decomposição da matéria orgânica em biogás. Assim, os microrganismos atuam como um poderoso biocatalisador capaz de converter altas taxas de matéria orgânica em metano. Devido a melhorias para o sistema UASB, uma nova série de reatores chamados Expanded Granular Sludge Bed (EGSB) foram desenvolvidos, entre as quais a tecnologia do reator de circulação interna (IC), que permite uma diluição eficaz de mistura e do efluente que entra no reator, ou seja, um melhor condicionamento da matéria orgânica a ser processada. Tendo em vista estes resíduos, aeróbio e anaeróbio, amostras destes lodos foram analisadas. Ambas as amostras foram caracterizadas, utilizando termogravimetria (TG), análise térmica diferencial (DTA), calorimetria exploratória diferencial (DSC), espectroscopia na região do infravermelho (FTIR), microscopia eletrônica de varredura (MEV), difratometria de raios X pelo método do pó (DRX), absorção atômica e outras técnicas analíticas de bancada (pH, DQO, temperatura, oxigênio dissolvido e resíduos sedimentáveis) . Os resultados a partir das curvas TG-DTA e DSC forneceram informações a respeito da desidratação e decomposição térmica destas amostras. Os espectros de FTIR sugerem a presença de grupos hidroxila devido à hidratação destes compostos; grupos carboxilatos e carboidratos proveniente de ácidos húmicos. Os difratogramas de raios X mostraram linhas de difração, sugerindo... / The sugarcane industry in the Brazil show a great amount of generated sludge which should be utilized adequately. In the sugarcane industry, the effluents can be treated within of an anaerobic reactor (Up flow Anaerobic Sludge Blanket - UASB). This system produces granules agglomerated compact of anaerobic microorganisms (granules) which are responsible for the decomposition of the organic matter in biogas. Like this, these act as a powerful biocatalyst. Due to improvements for the system UASB, a new series of reactors called Granular Expanded Sludge Bed (EGSB) were developed, with technology for internal circulation (IC), which allows an effective dilution of mixture and of the effluent that enters in the reactor. In other words, a better conditioning of the organic matter is obtained. Then, two sludge samples, aerobic and anaerobic, were obtained. Both samples were characterized, using thermogravimetry (TG), differential thermal analysis (DTA), differential scanning calorimetry (DSC), spectroscopic of absorption in infrared (FTIR), scanning microscopy electronic (SEM), X-ray diffraction patterns (DRX) and atomic absorption. The results obtained from TG-DTA and DSC curves, supplied information on the dehydration and thermal decomposition of these samples. The infrared absorption suggest that the are hydroxyl groups due to hydration of these compounds and carboxylic, and carbohydrates originating from humics. The X-ray diffraction patterns showed that these sludge’s have diffraction lines, suggesting that these compounds are crystalline due to presence of different metal oxides. The values of the activation energy (Ea) of these compounds were obtained from thermogravimetric curves ... (Complete abstract click electronic access below)