Orientador: Márcia Cristina Bisinoti / Coorientador: Odair Pastor Ferreira / Banca: Adley Forti Rubira / Banca: Mário Henrique Gonzalez / Resumo: O Brasil é o maior produtor de etanol de cana-de-açúcar do mundo. Neste processo para cada litro de álcool produzido são gerados de 12 a 13 litros de vinhaça, que atualmente é empregado para fins de fertirrigação com base no macroelemento potássio. Por outro lado, a vinhaça também contém quantidades apreciáveis de sódio que é responsável pela salinização do solo. Considerando o volume gerado de vinhaça em função da expansão do cultivo da cana-de-açúcar, a busca por outras aplicações parece ser atrativa. Neste contexto, este trabalho visou o preparo e caracterização de um ecomaterial (carbono hidrotérmico) gerado a partir da carbonização hidrotérmica da vinhaça. Tal metodologia foi empregada no intervalo de temperatura de 100 a 200°C, com períodos reacionais de 12 a 48 horas e pressões autogeradas. Também foi avaliado o efeito da acidificação do meio reacional, sendo este realizado com a adição de ácido sulfúrico de 1,78 %(v/v), 5,17 %(v/v) e 8,33 %(v/v). Os sólidos gerados foram caracterizados através das seguintes técnicas: análise termogravimétrica (TGA), espectroscopia no infravermelho (FTIR), análise elementar (CHNS), difração de raio X (DRX) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os efluentes gerados foram caracterizados quanto a concentração de carbono orgânico dissolvido (COD), pH, análise semi-quantitativa de elementos inorgânicos, condutividade e turbidez. Os resultados obtidos indicaram que devido a elevada concentração de carbono na vinhaça, esta se mostrou um bom precursor para a geração de material carbonáceo usando a reação de carbonização hidrotérmica. O processo tornou-se mais eficiente quando conduzido em altas temperaturas e com acidificação do meio reacional. Dentre as variáveis analisadas, a temperatura de reação e a acidez do meio reacional foram as mais representativas em termos de rendimento (em massa) de... / Abstract: Brazil is the biggest producer of etanol from sugar cane in the world. In this process for each liter of alcohol produced are generates from 12 to 13 liter of vinasse, which currently is used for fertigation purposes based on the macro element potassium. However, vinasse also contains appreciable amounts of sodium that is responsible for soil salinization. Considering the volume of vinasse generated due to the expansion of the cultivation of sugar cane, the search for other applications seems to be attractive. In this context, this work aimed the preparation and characterization of a ecomaterial (hydrothermal carbon) generated from the hydrothermal carbonization of vinasse. This methodology was used in the temperature range at 100 to 200 ºC with time remained of 12 to 48 hours and self-generated pressures. Also was assessed the effect of acidification of there action medium, being this carried out with the addition of sulfuric acid 1.78 %(v/v), 5.17 %(v/v) and 8.33 %(v/v). The generated material was characterized through the techniques: thermogravimetric analysis (TGA), infrared spectroscopy (FTIR), elemental analysis (CHNS), X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM). The effluent generated was characterized as the concentration of dissolved organic carbon (DOC), pH, conductivity and turbidity. The results indicated that due to the high carbon concentration in the vinasse, this proved to be a good precursor for the hydrothermal carbonization reaction. The process became more efficient when driven at high temperatures and acidification of the reaction medium. Among the variables examined the reaction temperature and the acidity of the reaction medium, were the most representative in terms of reaction yield. For reactions conducted under more extreme conditions of temperature (200 ºC), acidity (8.33 % v/v) and residence time (48 hours) the generated effluent presented a reduction of approximately 70 % of the... / Mestre

Orientador: Márcia Cristina Bisinoti / Coorientador: Odair Pastor Ferreira / Coorientador: Camila de Almeida Melo / Banca: Etelvino Henrique Novotny / Banca: Maurício Boscolo / Resumo: Durante o processo de obtenção de açúcar e álcool são geradas quantidades elevadas de resíduos, tais como bagaço de cana-de-açúcar e vinhaça. Neste trabalho foi produzido hidrochar, utilizando a mistura bagaço de cana-de-açúcar e vinhaça, que possa ser empregado como fornecedor de nutrientes ao solo. Para tal, o processo de carbonização hidrotérmica (CHT) dos resíduos foi conduzido na presença de aditivos ácidos (H2SO4, H3PO4, H3BO3), básicos (NaOH, KOH) e salinos (FeCl2, (NH4)2SO4), em três temperaturas e tempo de reação fixo. Nos hidrochars foram determinados o rendimento em massa, teor de umidade, cinzas, matéria orgânica, e foram feitas as caracterizações por espectroscopia no infravermelho (FTIR), análise elementar (CHNS), difração de raios-X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV) e quantificação de nutrientes (K, Ca, P, Mg, B, Zn, Cu, Mn, Fe). As águas de processo geradas na CHT, foram caracterizadas quanto ao pH, cor, turbidez, condutividade elétrica, concentração de carbono orgânico total (COT) e concentração de nutrientes. Os resultados indicaram que na presença dos aditivos, principalmente do H3PO4e (NH4)2SO4, o rendimento do hidrochar aumentou à medida que o teor de cinzas aumentou devido à precipitação de fosfatos e sulfatos conforme observado por DRX. A temperatura de carbonização hidrotérmica teve influência no grau de carbonização dos hidrochars, os quais apresentaram maior teor de carbono na maior temperatura. O aumento da temperatura proporcionou... / Abstract: During the process of obtaining sugar and alcohol, high amounts of residues are generated, such as sugarcane bagasse and vinasse. This work proposes to produce hydrochar, using the sugarcane bagasse and vinasse mixture, which can be used as a supplier of nutrients to the soil. The hydrothermal carbonization process (HTC) of the residues was conducted in the presence of acidic (H2SO4, H3PO4, H3BO3), basic (NaOH, KOH) and saline (FeCl2, (NH4)2SO4) additives, at three temperatures and fixed reaction time. On the hydrochars was determined the mass yield, moisture content, ash, organic matter, and characterizations were made by Infrared spectroscopy (FTIR), elemental analysis (CHNS), X-ray diffraction (XRD) and scanning electron microscopy (SEM) and quantification of nutrients (K, Ca, P, Mg, B, Zn, Cu, Mn, Fe). The process water generated in the HTC were characterized as pH, color, turbidity, electrical conductivity, concentration of total organic carbon (TOC) and nutrient concentration. The results indicated that in the presence of the additives, mainly H3PO4 and (NH4)2SO4, the yield of the hydrochar increased as the ash content increased due to the precipitation of phosphates and sulphates as observed by XRD. The temperature of hydrothermal carbonization influenced the degree of carbonization of the hydrochars, which they presented higher carbon content at the higher temperature. The increase in temperature caused higher immobilization of Ca, Mg, K, Mn, Zn, B, P and Fe in all ... / Mestre

Orientador: Dejanira de Franceschi de Angelis / Coorientador: Hércules Menezes / Banca: Luciana Fontes Coelho / Banca: Marta Siviero Guilherme Pires / Resumo: O aumento da população mundial e, consequentemente, a crescente demanda por alimentos, gera grande quantidade de resíduos agroindustriais, como a folha (FFM) e bagaço (FBM) de mandioca (Manhit esculent Crantz), onde a folha é descartada no campo e o bagaço é um resíduo sólido proveniente da extração do amido. Uma alternativa de agregar valor a estes resíduos é a biotransformação utilizando microrganismos. O objetivo deste trabalho foi promover a bioconversão proteica da folha e bagaço de mandioca pelo fungo Rhizopus oligosporus por meio da fermentação em estado sólido e avaliar a contribuição do adubo NPK (30: 10: 10) na fermentação e nos parâmetros analisados... / Abstract: The increasing world population and the growing demand for food, generates lots of organic residues such as leaf (FFM) and bagasse (FBM) cassava (Manhit esculenta Crantz), where the leaf is discarded in the field and bagasse is a sold residue from the extraction of starch. An alternative to adding value to these residues is the biotransformation using microorganisms. The objective of this work was to promote protein bioconversion of leaf and cassava bagasse by the fungus Rhizopus oligosporus by solid state fermentation and evaluate the contribution of NPK fertilizer on fermentation and the parameters analyzed... / Mestre

As indústrias beneficiadoras de frutas são responsáveis por gerar grandes quantidades de resíduos, entre eles, os do maracujá. A polpa do maracujá é um dos principais produtos comercializados a partir da fruta, sendo as cascas e sementes os subprodutos resultantes de seu processamento. O objetivo deste trabalho foi desenvolver iogurte com adição de polpa e farinha de maracujá elaborada a partir dos subprodutos da industrialização da fruta. No total, foram avaliadas sete amostras de iogurte dentre as quais cinco apresentavam em sua composição a farinha de maracujá. Foram realizadas análises físico-químicas, microbiológicas, verificação de resíduos de agrotóxicos, teste de aceitação sensorial, verificação da intenção de compra, análise descritiva quantitativa (ADQ), estimativa da vida útil e elaboração dos rótulos dos produtos. Todos os iogurtes adicionados de farinha apresentaram elevados teores de fibra alimentar. Não foram detectados resíduos de agrotóxicos nas amostras do subproduto do maracujá. Observou-se que a incorporação da farinha de maracujá apresentou efeitos positivos na viscosidade e teor de minerais do iogurte, e negativos para aspectos como cor e pH. Verificou-se maior aceitação dos provadores para o iogurte sem adição de farinha. No entanto, o iogurte com baixa concentração do ingrediente (iogurte 2%) também apresentou aceitação satisfatória e intenção de compra relevante. A partir da ADQ, comprovou-se que a adição da polpa e da farinha de maracujá influenciou o perfil sensorial das amostras de iogurte, sendo que, os tratamentos com 2% e 4% de farinha, foram os que apresentaram maiores notas para a maioria dos atributos desejáveis para um iogurte sabor maracujá enriquecido com fibras. O tempo de vida útil do produto foi estimado em 21 dias, sendo que durante o armazenamento, observou-se elevação das taxas de sinérese, crescimento de fungos e leveduras, decréscimo do pH e do número de bactérias láticas viáveis nas amostras. Levando em consideração os dados obtidos, o iogurte com adição de 2% de farinha de maracujá foi considerado o produto mais viável para elaboração / The fruit-processing industries are responsible for generating large quantities of residues, like passion fruit byproduct. The pulp of the passion fruit is one of the main products from the fruit, and the peels and the seeds are the main byproduct resulting from its processing. The aim of this study was to develop a yogurt with passion fruit pulp and flour produced from byproduct of industrialization of fruit. In total, seven samples were evaluated yogurt among which five had flour of passion fruit in their composition. It was perfomed by physico-chemical analyses, microbiological, pesticide residue, acceptability test and purchase intent, quantitative descriptive analysis (QDA), the estimated of useful life and development of product labels. All yogurts with flour showed high levels of dietary fiber. No pesticide residues were detected in byproducts of passion fruit samples. It was observed that the incorporation of passion fruit flour showed positive effects on the mineral content and viscosity but negative aspects such as color and pH. A greater acceptance was observed for yoghurt without flour. However, the yogurt with low concentration of this ingredient (yogurt 2%) also showed satisfactory acceptance and relevant purchase intent. The ADQ showed that the addition of the pulp and passion fruit flour influenced the sensory profile of the samples. The treatments with 2% and 4% flour presented the highest scores in the most desirable attributes for a passion fruit yogurt enriched with fiber. The useful life of the product was estimated at 21 days, and during storage, it was observed increase the rate of syneresis, fungal and yeast growth, decreasing of the pH and the number of viable lactic acid bacteria in samples. Taking into account the data obtained, the yogurt with the addition of 2% of flour of passion fruit was more viable than the others

A operação de uma estação de tratamento de esgotos pode apresentar várias alternativas para condução da desinfecção do efluente final, devendo-se levar em conta os seus custos, benefício, facilidade de instalação, operação, disponibilidade no mercado e as propriedades de cada agente desinfetante. Dentre os diferentes agentes desinfetantes que podem ser empregados o cloro é o que mais tem sido utilizado em função do seu baixo custo, facilidade de operação e também pelos diversos estudos realizados e consolidados com esse agente desinfetante. Desta forma, este trabalho estudou o efeito da variação da qualidade do efluente final produzido em sistemas de lodos ativados convencional no processo de desinfecção utilizando cloro na forma de hipoclorito de sódio. O efluente final empregado na condução dos ensaios experimentais foi gerado pela ETE Jesus Netto, sendo que a instalação piloto consistiu em um tanque de contato com dimensões de 3 metros de comprimento, 3 metros de largura e 0,8 m de altura útil, perfazendo um volume útil igual a 7,2 m³. A dosagem aplicada de agente oxidante foi de 5 mgCl2/L e os tempos de contato avaliados foram de 10 minutos a 30 minutos. Nos ensaios realizados houve a formação de cloraminas, provenientes da nitrificação parcial do processo de lodos ativados da ETE, e em alguns casos também foi observada a presença de cloro residual livre na saída do tanque de contato. Para ensaios de avaliação microbiológica do efluente desinfetado foram observados valores de remoção acima de 5 (expresso como log No/N) para coliformes totais para um tempo de detenção hidráulico superior a 30 minutos e remoção acima de 4 (expresso como log No/N) de coliformes termotolerantes para tempos de detenção hidráulico superior a 20 minutos. ) Para os parâmetros físico-químicos cor aparente, pH, turbidez, nitrogênio amoniacal, demanda química de oxigênio, carbono orgânico total e sólidos suspensos totais não foram observados alterações significativas no afluente e efluente do tanque de contato do processo de desinfecção. Para valores de DBO5,20 inferiores a 20 mg/L e valores de sólidos suspensos totais inferiores a 30 mg/L, não foram observados efeitos no comportamento do processo de desinfecção nos efluentes da ETE Jesus Netto. Os ensaios realizados permitiram avaliar a formação de subprodutos da desinfecção, sendo que os valores de trihalometanos no efluente da água na saída do tanque de contato resultaram abaixo de 10 µg/L. A toxicidade no efluente dos sistemas de lodos ativados convencional foi não detectável. Os bioensaios indicaram que a presença de cloro eleva a toxicidade aguda em Daphnia similis e cloração seguida de descloração produz efluentes sem toxicidade. / The operation of a Wastewater Treatment Plant (WWTP) may present several alternatives with regard to carrying out the final effluent disinfection. One must take into account cost-benefit criteria, easiness of installation and operation, availability in the disinfection market and the properties of each alternative disinfectant. Among the available disinfectant agents that can be put to use, chlorine has been the most widely utilized because of its low cost, easiness of handling and also due to the existing several studies on chlorine disinfection. In this way, this work the effects of quality variability of the final effluent from a conventional activated sludge plant (CASP) on the disinfection process with sodium hypochloride. The final effluent was generated at the Jesus Netto CASP and the pilot scale unit utilized in this work was a contact tank 3 meters long, 3 meters wide and a net depth of 0,8 meters, leading to a net volume of 7.2 m³. The applied free chlorine dose was 5 mg Cl2/L and the utilized contact times were 10 and 30 minutes. During the experimental runs there was formation of chloramines from partial nitrification in the Jesus Netto CASP. In some cases the presence of a free chlorine residual at the outlet of the contact tank was observed. Regarding microbiological evaluation of the disinfected plant effluent, removal efficiencies above 5 logs (expressed as log No/N) were observed for total coliforms with a contact time above 30 minutes and alsothermo tolerant coliform removal efficiencies above 4 logs for hydraulic residence times above 20 minutes. Regarding the physical-chemical variables apparent color, pH, turbidity, ammonia nitrogen, chemical oxygen demand, total organic carbon and total suspended solids, no significant changes in the affluent and effluent of the contact tank were observed. ) For BOD5,20 values below 20 mg/L and TSS values below 30 mg/L, no effects on the tested disinfection process for the Jesus Netto CASP were observed. The experimental runs allowed the evaluation of disinfection byproduct formation. THM levels in the contact tank effluent were below 10 µg/L. No toxicity was detected in the Jesus Netto CASP effluent. Bioassays were conducted and indicated that the presence of chlorine increased the acute toxicity level as evaluated with Daphnia similis and also that CASP effluent chlorination followed by dechlorination produced a disinfected effluent without toxicity.

O presente trabalho foi realizado em sua maior parte no Brasil. Entretanto, com o intuito de enriquecer a pesquisa, realizou-se coleta de dados por um período de seis meses na Universidade de Wageningen - Holanda. Na etapa realizada no Brasil se propôs: estudar a formação de subprodutos (aldeídos e trialometanos) da desinfecção de efluente de tratamento anaeróbio esgoto sanitário com ozônio, cloro e ozônio/cloro; verificar como os desinfetantes atuam no processo de oxidação; conhecer o grau de toxicidade bem como o efeito do residual do ozônio e cloro empregando Daphnia similis e Danio rerio como organismos-teste e, ainda, analisar a eficiência do ozônio, cloro, ozônio/cloro na inativação de microrganismos. Na etapa da pesquisa realizada na Holanda se propôs: estudar a formação de subprodutos (aldeídos) da desinfecção de efluente de tratamento anóxico com ozônio, ozônio/cloro e ozônio/peróxido de hidrogênio (peroxônio); verificar como os desinfetantes atuam no processo de oxidação; e, ainda, analisar a eficiência do ozônio, ozônio/cloro na inativação de microrganismos indicadores. Nos estudos realizados, pode-se verificar uma expressiva formação de aldeídos com predominância de formaldeído e, principalmente, acetaldeído que apresentou uma maior concentração de formação para os ensaios realizados no Brasil. A formação de aldeídos nos ensaios realizados na Holanda seguiram o mesmo comportamento dos realizados no Brasil, porém, como uma menor formação. Para os ensaios de cloração e ozonização/cloração foi observada a baixa formação de trialometanos. Os testes de toxicidade que usaram como organismo-teste - Daphnia similis - apresentaram toxicidade nos ensaios em que se aplicou 8,0 mg \'O IND.3\'/L, assim como em todas dosagens aplicadas nos ensaios de cloração e, também, para o ensaio de ozonização/cloração para dosagem aplicada de 5,0 mg \'O IND.3\'/L / 10 mg \'CL IND.2\'/L. Em relação ao organismo-teste - Danio rerio - foi detectado toxicidade aguda no ensaio em que se aplicou 5,0 mg \'O IND.3\'/L e tempo de contato 5 minutos e 8,0 mg \'O IND.3\'/L e tempo de contato 15 minutos. / The present work was mostly carried out in Brazil. However, aiming to enhance the research, a six-month data collection was performed at the Wageningen University - the Netherlands. The step carried out in Brazil proposed: to study the formation of by-products (aldehydes and trihalomethanes) from the disinfection of an anaerobic treatment wastewater effluent with ozone, chlorine and ozone/chlorine; to verify how disinfectants act in the oxidation process; to know the degree of toxicity as well as the effects of residual ozone and chlorine employing Daphnia similis and Danio rerio as test-organisms; and, yet, to analyze the efficiency of ozone, chlorine and ozone/chlorine in the inactivation of microorganisms. The step of this research that was carried out in the Netherlands proposed: to study the formation of by-products (aldehydes) from the disinfection of an anoxic treatment effluent with ozone, ozone/chlorine and ozone/hydrogen peroxide (peroxonium); to verify how disinfectants act in the oxidation process; and, to analyze the efficiency of ozone, ozone/chlorine in the inactivation of indicating microorganisms. It was possible to indentify, in the performed studies, an expressive formation of aldehydes with a formaldehyde predominance and, mainly, acetaldehyde that presented a higher formation concentration in the essays carried out in Brazil. The aldehydes formation concentration detected in the essays carried out in The Netherlands followed the same behavior of the ones carried out in Brazil, however with a smaller formation. A low formation of trihalomethanes was observed for the chloration and ozonization/chloration, essays. The toxicity tests that used Daphnia similis as test-organisms presented toxicity in the essays that 8.0 mg \'O IND.3\'/L was applied, as well as for all applied dosages in the chloration essays and, also, for the ozonation/chloration for the applied dosage of 5.0 mg \'O IND.3\'/L / 10 mg \'CL IND.2\'/L. Regarding the Danio rerio test-organism, acute toxicity was detected in the essay in which 5.0 mg \'O IND.3\'/L and contact time of 5 minutes was applied and also for 8.0 mg \'O IND.3\'/L and contact time of 15 minutes.

Um projeto de investimento foi desenvolvido com o objetivo de avaliar a viabilidade econômica da utilização de resíduo agroindustrial na produção de painéis de partículas (MDP). A unidade de produção foi inicialmente concebida para a utilização em pesquisas na Faculdade de Engenharia de Alimentos da Universidade de São Paulo - Departamento de Engenharia de Biossistemas, sendo que esta tese buscou avaliar a viabilidade econômico-financeira do empreendimento. Foram avaliados dezesseis cenários nos quais utilizou-se, na confecção dos painéis, o bagaço de cana-de-açúcar e resinas à base de ureia-formaldeído e poliuretana à base de óleo de mamona, em diferentes proporções. Os primeiros doze cenários foram definidos a partir da variação de preços dos produtos vendidos e das variações dos desembolsos decorrentes da utilização das diferentes resinas e porcentagem dessas na confecção dos painéis. Para esta avaliação inicial utilizou-se como fonte de financiamento do empreendimento o capital próprio. Nos quatro últimos cenários foram avaliados os efeitos da fonte de financiamento do empreendimento, via operação de crédito junto ao Banco Nacional de Desenvolvimento Econômico e Social (BNDES). Para estes cenários foram avaliados aqueles que apresentaram viabilidade econômica na etapa inicial da avaliação. O método de análise econômica utilizado foi o de Fluxo de Caixa (Cash Flow) e as técnicas aplicadas foram: Payback Simples, Payback Descontado, Valor Presente (VPL) e Taxa Interna de Retorno (TIR). O empreendimento mostrou-se economicamente viável estritamente para os cenários nos quais foram utilizados os preços médios e máximos projetados e com a utilização de resina ureia-formaldeído. A utilização de financiamento via operação de crédito junto ao BNDES não melhorou os índices apurados, porém mostrou-se alternativa para viabilizar a execução do empreendimento. / A study of an investment project was developed with the objective of evaluating the economic viability of agro industrial residue application (sugar cane bagasse) in the production of particle board (MDP). The constructed building production unit was initially designed for researches at the Department of Food Engineering of the University of São Paulo - Department of Biossystems Engineering, and this thesis attempted to evaluate the economic-financial viability of the project. Sixteen scenarios were used, where sugar cane bagasse and resin based on urea-formaldehyde and polyurethane based on castor oil were applied in the preparation of the panels in different proportions. The first twelve scenarios were defined based on the variation of the sold products\' prices and the variations of the payoff resulting from the use of the different resins and their percentage in the preparation of the panels. For the initial evaluation the investment was financing from own researcher\'s capital. In the last four scenarios, the effects of the financing source of the project were evaluated through a credit operation with National Bank for Economic and Social Development (BNDES). For these scenarios, the presented economic feasibility was evaluated on the initial stage of evaluation. The method of economic analysis used was Cash Flow and the applied techniques were: Simple Payback, Discounted Payback, Net Present Value (NPV) and Internal Rate of Return (IRR). The project showed economically feasible strictly for the scenarios in which the average and maximum prices projected used urea-formaldehyde resin. The use of financing through a credit operation along with BNDES bank did not improve the established rates, but it was an alternative to make the accomplishment of the project feasible.

Introdução: Recentes pesquisas têm indicado o enorme potencial de certas substâncias alimentares, como polifenóis antioxidantes e fibras na redução de riscos de doenças crônicas. O bagaço de uva, subproduto do processamento de vinhos e sucos, representa uma ótima fonte de fibras e antioxidantes naturais de baixo custo. Objetivo: Avaliar o potencial hipolipemiante, antioxidante e sensorial de subprodutos do processamento do vinho e do suco. Métodos: Para avaliar a capacidade antioxidante in vitro, foi utilizado o método do DPPH. O potencial antioxidante e hipolipemiante in vivo foi avaliado mediante ensaio biológico, no qual sessenta hamsters foram divididos em seis grupos diferenciados pelas dietas: controle, hiperlipemiante, extrato de bagaço do vinho (BV), extrato de bagaço do suco (BS), suplementada com BV e suplementada com BS. Amostras de sangue e fígado foram coletadas após 4 semanas de experimento para avaliação do perfil lipídico, capacidade de inibição da oxidação de LDL-colesterol (LDL-c) e atividade das enzimas antioxidantes superóxido dismutase (SOD), catalase (CAT) e glutationa peroxidase (GPx). Para a avaliação sensorial, foram desenvolvidos sorbet e picolé de BV e BS, cujos atributos sensoriais foram avaliados por 43 pessoas aplicando-se o método afetivo de escala hedônica de 9 pontos. Resultados: Extratos de BV e BS apresentaram uma expressiva capacidade antioxidante in vitro. No modelo animal, os grupos tratados com BV e BS apresentaram uma melhora significativa do perfil lipídico e da atividade da enzima CAT, em relação aos grupos controle e hipercolesterolêmico (p<0,05). Com relação aos valores de SOD, GPx e inibição da oxidação de LDL-c, observou-se melhores resultados em relação ao grupo hipercolesterolêmico, embora não significativamente em todos os grupos tratados. Na análise sensorial, somente o picolé de BV não preencheu totalmente os requisitos de aceitação. Conclusão: Os subprodutos de ambas as espécies de uva apresentaram potencial biológico e sensorial para serem utilizados como ingredientes funcionais. / Introduction: Recent studies have shown the great potential of certain food components such as antioxidant polyphenols and fiber in reducing the risk of chronic diseases. Grape pomace, a wine and juice processing byproduct, is a low cost material and a very good source of fiber and natural antioxidants. Objectives: To evaluate the hypolipidemic, antioxidant and sensory potential of wine and grape byproducts. Methods: To evaluate the in vitro antioxidant capacity, the DPPH method was used. The in vivo antioxidant and hypolipidemic potential was evaluated through an animal model, in which sixty hamsters were divided into six groups according to their diets: control, hyperlipidemic, wine pomace (WP) extract, juice pomace (JP) extract, WP supplemented diet and JP supplemented diet. Samples of blood and liver were collected after a 4-week experimental period to evaluate the lipid profile, ability to inhibit the LDL-cholesterol (LDL-c) oxidation and antioxidant activity of superoxide dismutase (SOD), catalase (CAT) and glutathione peroxidase (GPx) enzymes. For the sensory evaluation, BV and BS sorbet and popsicle were developed, and the sensory attributes were evaluated by 43 tasters according to a 9- point affective hedonic scale. Results: WP and JP extracts showed a very good in vitro antioxidant capacity. In the animal model, both WP and JP treated groups presented a significant improvement in the lipid profile and CAT enzyme antioxidant activity in comparison to hypercholesterolemic and control groups (p <0.05). Regarding the values of SOD, GPx and inhibition of LDL-c oxidation, there values were better when compared to hypercholesterolemic group, even though they were not significant in all treated groups. In the sensory evaluation, only the BV popsicle was not fully accepted. Conclusion: Both grapes byproducts showed a biological and sensory potential to be used as functional ingredients.

O objetivo desse trabalho foi avaliar estratégias de imobilização de lipases produzidas pelo fungo endofítico Cercospora kikuchii através do uso de suportes não convencionais (subprodutos agroindustriais e quitosana). Investigou-se o uso de equipamentos de secagem (estufa, leito de jorro, leito fluidizado, liofilizador e \"spray dryer\") para desidratação dos derivados imobilizados obtidos. A imobilização por ligação covalente, usando glutaraldeído, epicloridrina e metaperiodato de sódio como agentes ligantes, apresentou valores para retenção da atividade enzimática superiores à imobilização por adsorção e encapsulação. Nos ensaios de imobilização utilizando glutaraldeído e secagem em leito de jorro, os melhores valores obtidos foram para a celulose microcristalina com retenção da atividade enzimática de 179,1%, seguido da casca de arroz 173,9%. A palha de milho foi o melhor suporte na imobilização covalente e secagem em estufa, com retenção de mais de 100% da atividade enzimática inicial. Na secagem por liofilização houve destaque para a casca de arroz (163,6%) seguida de palha de milho (157,2%) e cana de açúcar (154,6%). Utilizando quitosana como suporte e secagem em leito fluidizado, o valor para a retenção da atividade enzimática foi de 93,9% empregando-se o glutaraldeído como agente ligante. Na secagem do sistema quitosana-lipase em estufa a retenção da atividade enzimática foi de 68,2% e para secagem por liofilização esse valor foi superior a 80,0%. Realizou-se a caracterização dos materiais utilizados como suportes e estes apresentaram área superficial relativamente alta, elevada porosidade e estrutura constituída de macroporos. Estas características foram importantes por proporcionar a obtenção da enzima imobilizada com alta retenção da atividade catalítica. Alguns parâmetros bioquímicos e cinéticos da lipase na forma livre foram diferentes da lipase imobilizada. A alteração mais evidente foi a afinidade ao substrato (Km), que se mostrou dependente do protocolo de imobilização utilizado. Avaliou-se o potencial de aplicação biotecnológica dos derivados imobilizados que apresentaram maior retenção da atividade enzimática. Para a lipase imobilizada em casca de arroz o rendimento de transesterificação (produção de biodiesel) foi superior a 96,0% após 72 horas de reação enquanto que para as microesferas de quitosana esse valor foi atingido após 120 horas. Os produtos obtidos da transesterificação do óleo de coco estão de acordo com a especificação da Agência Nacional de Petróleo (ANP). Na avaliação da atividade de esterificação, a máxima concentração de butirato de butila foi obtida após 6 horas de reação, correspondendo a uma taxa de conversão de aproximadamente 99,0%, quando utilizou-se quitosana como suporte. Para o uso da casca de arroz, a máxima concentração de butirato de butila foi obtida também após 6 horas de reação, correspondendo a uma taxa de conversão de 92,5%. Este trabalho demonstrou que suportes de baixo custo permitiram a obtenção de derivados imobilizados com características semelhantes àqueles obtidos com o uso de polímeros sintéticos, os quais apresentaram excelente potencial para síntese de biodiesel e de butirato butila. / The objective of this study was to evaluate strategies for immobilization of lipases produced by the endophytic fungus Cercospora kikuchii through the use of unconventional supports (agroindustrial by-products and chitosan). The use of different drying process (oven, spouted bed, fluidized bed, freeze drying and spray drying) for dehydration of immobilized derivatives obtained by adsorption, covalent binding and encapsulation was investigated. The covalent immobilization (using glutaraldehyde, epichlorohydrin and sodium metaperiodate as crosslinking agents) was the best process for the enzymatic activity retention. For covalent immobilization using glutaraldehyde and spouted bed drying, the best values were obtained for microcrystalline cellulose with enzymatic activity retention of 179.1%, followed by rice husk and corn straw with 173.9% and 169.8%, respectively. Corn stover was the best support in the covalent immobilization and oven drying, with retention 100.0% of the initial enzyme activity. For freeze-drying rice husk was the best support (163.6%) followed by corn stover (157.2%), sugar cane bagasse (154.6%) and corn cob (129.5%). Utilizing chitosan as support and fluidized bed drying, the value for the retention of enzymatic activity was 93.9% employing glutaraldehyde as activating agent. For chitosan-lipase drying using oven, the enzymatic activity retention was 68.2% and using freeze-drying the retention of enzymatic activity was higher than 80.0%. The support characterization was carried out and showed high surface area, high porosity and macropore structure. These characteristics were important for providing immobilized derivatives with high catalytic activity retention. Some biochemical and kinetic parameters of lipase in free form were different from the immobilized lipase. The most important changes was the substrate affinity (Km) which was dependent of immobilization protocol used. The last experimental part of this study was the biotechnological applications of the best immobilized derivatives produced. For the immobilized lipase onto rice husk the transesterification yield (biodiesel production) was above 96.0% after 72 hours of reaction while for the use of chitosan microspheres this value was reached after 120 hours. The viscosity values for the biodiesel samples are in accordance with specifications recommended by Brazilian Petroleum Agency (ANP) to be used as biofuel. The immobilized derivatives catalytic power was measured in terms of esterification activity too. The maximum concentration for butyl butyrate was obtained after 6 hours, corresponding to conversion rate of 99.0% when chitosan was used as support. Using rice husk, the maximum butyl butyrate concentration was obtained after 6 hours of reaction, corresponding to conversion rate of 92.5%. This work demonstrated that cheap supports are biocompatible with lipases, rendering immobilized derivatives with characteristics similar to or better than those previously obtained with synthetic polymers. The immobilized derivatives showed excelente potential for biodiesel production and butyl butyrate synthesis.

Entre as principais dificuldades que os sistemas de tratamento de esgotos domésticos compostos por lagoas de estabilização enfrentam para atender as exigências impostas pela Resolução CONAMA 357/2005 podem se destacar as concentrações elevadas de nitrogênio amoniacal, fósforo e coliformes fecais e totais. Estes últimos, quando os sistemas utilizam corpos receptores classe 2 ou 3 geram a necessidade de desinfecção. Dentre as diversas tecnologias disponíveis para a desinfecção dos esgotos, a cloração é bastante atrativa pelo custo reduzido, em relação às outras tecnologias, bem como pela elevada experiência que as companhias e municipalidades possuem neste tipo de sistema, advinda dos sistemas de tratamento de água. Dentre os sistemas de cloração, o uso de hipoclorito de sódio torna-se interessante pela segurança, simplicidade das instalações e de operação. A desvantagem do uso deste tipo de sistema se dá na possibilidade da formação de subprodutos tóxicos, dentro os quais pode-se destacar os trihalometanos (THMs) e os ácidos haloacéticos (AHAs), porém esta formação pode ser teoricamente reduzida pela presença de elevadas concentrações de nitrogênio amoniacal nos efluentes destes sistemas, por sua reação preferencial com o cloro, na formação de cloraminas. Outras possibilidades de redução na formação é reduzir a concentração de precursores, reduzir a dosagem de cloro e utilizar método de descloração dos efluentes após a desinfecção. Este trabalho, ambientado no desenvolvimento das pesquisas do Edital 4 do PROSAB/FINEP (Programa Nacional de Pesquisa em Saneamento Básico), desenvolveu testes de desinfecção em efluentes de lagoas anaeróbias e facultativas utilizando como desinfetante hipoclorito de sódio, em dosagens de 8,0 mgCl/L e 12,0 mgCl/L. Desenvolveu também testes de desinfecção com efluentes anaeróbios e facultativos pós-tratados por meio de coagulação/floculação/sedimentação e coagulação/floculação/flotação com ar dissolvido, com dosagens de 2,0 mgCl/L e 4,0 mgCl/L. Para todos os testes de desinfecção foram realizados também testes de descloração das amostras. Desta forma foi possível estudar, dentro de uma faixa limitada, as possibilidades de reduzir a formação de subprodutos tóxicos na desinfecção de efluentes de lagoas de estabilização com hipoclorito de sódio. Nas amostras foram determinados por meio de cromatografia gasosa as concentrações dos THMs e AHAs. Por meio das metodologias do Standard Methods 20th Edition foram realizadas as análises físico-químicas dos parâmetros pH, temperatura, DQO, DBO, Ntotal, N-NH3, NTK, cloro livre, cloraminas, coliformes e outros microrganismos indicadores. A formação de THMs se mostrou bastante pequena, em média abaixo dos 20,0 µg/L em todos os testes, aparentemente devido às elevadas concentrações de N-NH3, da ordem de 30,0 mg/L. O mesmo não ocorreu com os AHAs. Em muitos testes a concentração encontrada de AHAs totais superou o padrão de 80,0 µg/L preconizados pela USEPA para água potável, e aqui adotado como padrão comparativo. A descloração reduziu em média 52% a concentração de AHAs nos testes, colocando quase todas as amostras dentro do padrão de 80,0 µg/L. Os bioensaios mostraram que a presença de cloro livre nas amostras eleva a toxicidade aguda em Daphnia similis provocada pelos efluentes e que a cloração seguida de descloração produz efluentes com toxicidade inferior à toxicidade dos efluentes apenas clorados e toxicidade também inferior àquela dos efluentes sem cloração. / The main difficulties that the stabilization ponds for sewage treatment systems face to meet the requirements imposed by CONAMA Resolution 357/2005 can highlight the high concentrations of ammonia nitrogen, phosphorus and fecal and total coliform. When the systems use receivers water bodies Class 2 or 3 generate the need for disinfection. Among the different technologies available for the disinfection of sewage, the chlorination is very attractive at reduced cost compared to other technologies, as well as the high experience that companies and municipalities have in this type of system, because the water treatment systems. About the chlorination technologies, the use of sodium hypochlorite becomes interesting for security, simplicity of installation and operation. The disadvantage of using this type of system is given the possibility of formation of toxic by-products, within which you can highlight the trihalomethanes (THMs) and haloacetic acids (AHAs), but this formation can theoretically be reduced by the presence of high concentrations of ammoniacal nitrogen in effluents of these systems, for its preferential reaction with the chlorine in the formation of cloraminas. Other possibilities for reducing the training is to reduce the concentration of precursors (organic matter), reduce the dosage of chlorine and use dechlorination method after disinfection. This work, developed in PROSAB / FINEP (National Program for Research on Sanitation) research announcement number 4, developed tests for disinfection of anaerobic and facultative ponds effluents using sodium hypochlorite as a disinfectant, in concentrations of 8.0 mgCl/L and 12.0 mgCl/L. Were also developed tests for disinfection with anaerobic and facultative ponds effluents post-treated by coagulation / flocculation / sedimentation and coagulation / flocculation / flotation with dissolved air, with concentrations of 2.0 mgCl/L and 4.0 mgCl/L. For all of disinfection tests were also conducted dechlorination tests. This made it possible to study the possibilities of reducing the formation of toxic byproducts of the stabilization ponds effluents disinfection with sodium hypochlorite. The THMs and AHAS concentrations were determined by gas chromatography. Through the methods of Standard Methods 20th Edition analyses were carried out physical-chemical parameters of pH, temperature, COD, BOD, total nitrogen, ammoniacal nitrogen, total Kjeldhal nitrogen, free chlorine, chloramines, coliforms and other indicator microorganisms. The formation of THMs was very low, on average below the 20.0 µg/L in all tests, apparently due to high concentrations of NH3-N, the order of 30.0 mg/L. The same did not occur with AHAs. In many tests found concentrations of AHAs exceeded the standard of 80.0 µg/L recommended by the USEPA for drinking water. Dechlorination reduced 52% of AHAs concentrations, in average. Bioassays showed that the presence of free chlorine in the samples increase the acute toxicity in Daphnia similes. Chlorination followed by dechlorination produces effluents with less toxicity than the toxicity of chlorinated and effluent without chlorination.