O processamento anaeróbio da vinhaça pode ser útil para reduzir as emissões de gases do efeito estufa após a aplicação do seu efluente, com menos C lábil, em solos. O presente trabalho mediu as emissões de gases de efeito estufa através do método de câmaras estáticas após a aplicação das duas formas de vinhaça (in natura e processada anaerobiamente ) e a interação com ureia em um LATOSSOLO VERMELHO simulando a camada 0-20 cm de um solo em uma coluna de PVC. Foi observado que a aplicação de vinhaça processada ao solo emitiu 2.592 µg C-CH4 m-2 ao final de 90 dias, mais do que os tratamentos com vinhaça processada com ureia (-590 µg C-CH4 m-2), controle (-601 g C-CH4 m-2), vinhaça in natura (-1.176 µg C-CH4m-2), vinhaça in natura com ureia (-1.533 µg C-CH4 m-2), e ureia (-2.760 µg C-CH4 m-2). A adição de vinhaça in natura estimulou a emissão de CO2 produzindo 60,2 g C-CO2 m-2 ao longo de 90 dias, valor superior aos tratamentos vinhaça processada com ureia (36,7 g C-CO2 m-2), ureia (35,1 g C-CO2m-2), controle (25,8 g C-CO2m-2) e vinhaça processada (22,1 g C-CO2 m-2). A adição de vinhaça in natura com ureia (45,0 g C-CO2 m-2) emitiu mais CO2 em relação aos tratamentos controle e vinhaça processada, além disso, a aplicação da ureia junto da vinhaça processada provocou um aumento na emissão de CO2 em relação a vinhaça processada sozinha. Os maiores fluxos de N2O foram observados no solo fertilizado com vinhaça processada com ureia (302,8 mg N-N2O m-2) e apenas ureia (199,4 mg N-N2 m-2), seguido da fertilização com vinhaça in natura com ureia (70,9 mg N- N2O m-2) superior aos tratamentos com vinhaça processada (12,14mg N-N2O m-2), controle (7,54 mg N-N2O m-2) e vinhaça in natura (6,64 mg N- N2O m-2). Com a realização das primeiras medições das emissões de gases do efeito estufa após a aplicação da vinhaça processada no solo concluiu-se que as emissões de CO2 são mitigadas, porém provoca aumento fluxo de CH4 e N2O do solo para a atmosfera em relação à vinhaça in natura. / The vinasse anaerobic digestion migh be usefull to avoid greenhouse gases emissions after apply the effluent on soil due the low labile C content. This research measured during 90 days the greenhouse gases emissions using the static chamber method after the application of two forms of vinasse (in natura and digested) and the interaction of both with urea in a soil PVC column simulating the 0-20 cm layer of a Red Latossol. The digested vinasse application in the soil produced 2,592 µg C-CH4 m-2 at the end of 90 days, more than soil with digested vinasse with urea (-590 µg C-CH4 m-2), control (-601 µg C-CH4 m-2), vinasse in natura (-1,176 µgC-CH4m-2), vinasse in natura with urea (-1,533 µg C-CH4 m-2), urea (-2,760 µg C-CH4 m-2). Vinasse in natura induced soil CO2 emission, producing 60.2 g C-CO2 m-2 at the end of 90 days, greater than digested vinasse with urea (36.7 g C-CO2 m-2), urea (35.1 g C-CO2 m-2), control (25.8 g C-CO2 m-2), and diested vinasse (22.1 g C-CO2 m-2). The interaction between vinasse in natura and urea in the soil emitted (45.0 g C-CO2 m-2) more CO2 than soil control and digested vinasse, furthermore the interaction between urea and digested vinasse resulted in a greater CO2 release to atmosphere than only digested vinasse. The greater N2O efflux was provided by digested vinasse with urea (302.8 mg N- N2O m-2) and only urea (199.4 mg N-N2O m-2) application, followed by vinasse in natura (70.9), which emitted more nitrous oxide than digested (12.14 mg N-N2O m-2), control (7.54 mg N- N2O m-2), and vinasse in natura (6.64 mg N- N2O m-2). After this first measurement of greenhouse gases efflux after soil fertilization with anaerobic digested vinasse was observed a CO2 mitigation, however the CH4 and N2O efflux from soil to atmosphere can be greater than vinasse in natura.

Orientador: Ricardo Alan Verdú Ramos / Resumo: A biomassa derivada de microalgas apresenta um grande potencial devido a sua sustentabilidade e alta produtividade, sendo possível extrair lipídios para produção de biodiesel. Entretanto, desafios na cadeia de produção como um todo devem ser resolvidos para que o biodiesel de microalgas seja viável. Uma das etapas críticas é o cultivo, sendo o meio de cultura um elemento de alto custo. O objetivo principal deste trabalho é avaliar o crescimento de microalgas visando produção de lipídios para biodiesel, utilizando como fontes de nutrientes a vinhaça originada do processo produtivo de etanol no setor sucroalcooleiro. Foram isolados e indentificados três gêneros nativos de microalgas: uma cianobactéria Aphanocapsa sp., uma clorofícea Oocystis sp. e outra clorofícea Scenedesmus sp. O cultivo da microalga Scenedesmus sp. em fotobiorreator de placas planas com meio de cultivo MBM (Modified Bristol Medium) se mostrou modesta em termos de produtividade de biomassa (8 mg/l.dia) e em teor de lipídios na biomassa seca (1,5%). O cultivo dessa mesma microalga em tubos de ensaios com meio alternativo utilizando vinhaça (três diluições de 2%, 5% e 10% em volume) no meio de cultura mostrou desempenho comparável em relação ao meio sintético MBM, sendo que a partir do dia 6, os quatros cultivos se estabilizam em torno de uma concentração celular de 6×106 de células/ml, indicando que a vinhaça pode ser uma fonte de nutrientes de baixo custo para o cultivo de microalgas. Deste modo, é possível r... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Mestre

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-03-21T16:54:52Z No. of bitstreams: 1 DÉBORA JAMILA NÓBREGA DE MELO - DISSERTAÇÃO PPGEQ 2015..pdf: 1660411 bytes, checksum: 435dc571b5f61082152afe1a09c340cb (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-21T16:54:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DÉBORA JAMILA NÓBREGA DE MELO - DISSERTAÇÃO PPGEQ 2015..pdf: 1660411 bytes, checksum: 435dc571b5f61082152afe1a09c340cb (MD5) Previous issue date: 2015-09 / CNPq / Diante da futura escassez dos recursos energéticos originados do petróleo e seus derivados, aliados aos impactos ambientais causados pelo consumo desenfreado de recursos naturais, faz-se necessário a busca por produção de energias alternativas e limpas. Nesse ínterim, surgem as microalgas como potenciais de produção de biocombustíveis, por sua elevada taxa de crescimento e capacidade produtiva de lipídios e carboidratos. Porém, o alto custo de manutenção ainda inviabiliza sua produção. Dessa forma, esse trabalho busca aumentar a produção de microalgas utilizando a vinhaça, um resíduo da indústria sucroalcooleira altamente nutritivo e poluidor, e reutilizando resíduos do próprio cultivo como suplementação nutricional ao meio de cultura. A microalga Chlorella sp. foi cultivada em meio Bold’s Basal Medium (BBM) modificado, suplementado com de 5, 10 e 15% de vinhaça e resíduos de cultivos com diferentes concentrações, reutilizados por até três vezes. O sistema de cultivo adotado foi o mixotrófico. Foram calculadas as velocidades específicas de crescimento máximas e os tempos de geração dos cultivos suplementados com vinhaça e resíduos de cultivos. Calcularam-se as remoções de Demanda Química de oxigênios dos cultivos suplementados com vinhaça. Foram quantificados os teores de açúcares redutores e lipídios das biomassas cultivadas com 10% de vinhaça e sem suplementação. Foi verificado que os cultivos suplementados com 5 e 10% de vinhaça apresentaram maior densidade celular que o cultivo sem suplementação. As taxas de crescimento máximas e os tempos de geração dos cultivos com 5 e 10% de vinhaça foram muito próximas, diferente do cultivo suplementado com 15% de vinhaça que apresentou inibição no crescimento. As remoções de DQO foram elevadas e em média 85%. A utilização dos resíduos de cultivos favoreceu o crescimento das microalgas, apresentando melhores resultados os cultivos suplementados com resíduos de segunda reutilização, em especial os cultivos suplementados com resíduos originados de um cultivo com adição de vinhaça. A biomassa da Chlorella sp. cultivada com suplementação de 10% de vinhaça apresentou 11,50% de lipídios, 0,33% de açúcares redutores. Estudos mais aprofundados devem ser realizados para uma melhor caracterização da biomassa para verificar a influência da suplementação do meio com vinhaça na produção de proteínas e carboidratos totais. / In the face of future scarcity of energy resources derived from oil and its derivatives, coupled with the environmental impacts caused by rampant consumption of natural resources, it is necessary to search for a renewable and clean energy. In the meantime, there are microalgae with potential of biofuel production due to its high growth rate and productivity capacity of lipids and carbohydrates. However, the high cost of maintenance still prevents its manufacture. In this way, the present work aims to increase the production of microalgae using vinasse which is a residue of highly nutritious sugarcane industry and a polluter, and reusing waste from the own cultivation as a nutritional supplement to the culture medium. The microalgae Chlorella sp. was grown in a modified Bold's Basal Medium (BBM), supplemented with 5, 10 and 15% of vinasse and residues of cultivations with different concentrations in what they were reused at maximum of three times. The adopted cultivation system was the mixotrophic. Calculations were made to obtain the specific maximum speed of growth and the generation times of cultivations supplemented with vinasse and cultivation waste. Also, it was calculated the removals of Chemical Oxygen Demand (COD) of cultivations supplemented with vinasse. For the next step, it was quantified the reducing sugars and lipids of biomass cultivated with 10% of vinasse and without supplementation. It was verified that the cultivation supplemented with 5 and 10% of vinasse showed higher cell density than the unsupplemented cultivation. The maximum growth rates and generation times of cultivations with 5 and 10% of vinasse were very close whereas cultivation supplemented with 15% of vinasse showed growth inhibition. The removals of COD were high and averaged at 85%. The use of cultivation residue has favored the microalgae growth, presenting best results for the cultures supplemented with second reuse waste, in particular cultures supplemented with residues derived from a culture with addition of vinasse. The biomass of cultivated Chlorella sp. with supplementation of 10% of vinasse showed 11.50% lipids, 0.33% of reducing sugars. Further studies should be performed to better characterize the biomass to check the influence of the medium supplementation with vinasse in the production of proteins and total carbohydrates.

Orientador: Hung Kiang Chang / Banca: Miguel Angel Alfaro Soto / Banca: Sílvia Maria Ferreira Salvador / Resumo: No processo industrial da produção sucroalcooleira um dos efluentes gerados é a vinhaça, que se destaca pelo grande volume com que é produzida e pelo alto potencial fertilizante, característica que possibilita seu aproveitamento em atividades agrícolas, no entanto, a vinhaça também possui alto poder poluente. Neste contexto, o uso da vinhaça na fertilização de cana-de-açúcar, embora seja uma prática aceita, deve ser realizado de forma controlada, sendo regulamentado no Estado de São Paulo pela Companhia Ambiental do Estado de São Paulo - CETESB através da Norma Técnica P4.231. Devido a composição da vinhaça ser muito variável não há como estabelecer doses fixas, assim, atualmente as dosagens de aplicação no solo são calculadas em função das necessidades da planta em relação ao potássio, sendo consideradas a capacidade de troca catiônica do solo e as concentrações de potássio no solo e na vinhaça. Todavia, além da oscilação composicional da vinhaça, seus efeitos sobre cada tipo de solo também são muito diversos, podendo modificar parâmetros hidráulicos do solo e, consequentemente, alterar a velocidade de percolação da água e dos contaminantes presentes na solução. Diante desta problemática, para avaliar o uso da dosagem calculada pela Norma P4.231 da CETESB, foram realizados ensaios laboratoriais de percolação a carga constante, em colunas com amostras de solo arenoso da Formação Rio Claro previamente infiltradas com as doses de 0 (testemunho), 55 (equivalente a dose máxima pe... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In the industrial production process of sugar and a lcohol, one of the effluents generated is vinasse, which stands out for the larg e volume produced and for the high fertilizing potential, allowing its use in agr icultural activities, however, the vinasse also has high pollution power. In this context, the use of vinasse in the fertilization of sugarcane, although it is an accepted practice, mus t be carried out in a controlled manner, being regulated in the State of São Paulo b y the Companhia Ambiental do Estado de São Paulo (CETESB) through Technical Stan dard P4. 231. Due to the composition of the vinasse being very variable, it is not possible to establish fixed doses, so, currently the dosages of application in the soil are calculated according to the needs of the plant in relation to potassium ion, considering the cation exchange capacity of the soil and the concentrations of pota ssium in soil and vinasse. In addition to the compositional oscillation of vinasse, its effects on each type of soil is also very diverse, being able to modify hydraulic p arameters of the soil and, consequently, to change the rate of percolation of the water and the contaminants present in the solution. In order to evaluate the u se of the dosage calculated by CETESB Standard P4.231, constant load percolation t ests were carried out in columns with samples of a sandy soil from the Rio C laro Formation previously infiltrated with the doses of 0 (control), 55 (equi valent to the maximum dos... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Marcelo Loureiro Garcia / Banca: Adriana Ferreira Maluf Braga / Banca: Bruna de Souza Moraes / Resumo: Os processos de coagulação-floculação surgem como uma alternativa para o pós-tratamento de efluentes de reatores anaeróbios, normalmente caracterizados pela presença de matéria orgânica e cor residual. O presente trabalho buscou ajustar os melhores parâmetros de coagulação, mistura rápida, floculação e sedimentação para vinhaça anaerobicamente tratada e, dessa forma, verificar se o efluente final admite reuso, com ênfase na aplicação agrícola. Os coagulantes testados foram: solução de amido 2% (m/v) e cloreto férrico 40% sendo que as faixas das dosagens de coagulante testadas foram, respectivamente, 1 a 120 mg.L-1 e 1 a 25 g.L-1. Para as condições testadas, os resultados obtidos mostraram a ineficiência da solução de amido como coagulante para esse efluente. Para os ensaios realizados utilizando-se cloreto férrico como coagulante, os parâmetros otimizados foram: dosagem de solução de cloreto férrico 40% (1,6 g.L-1), gradiente e tempo de mistura rápida (325 rpm; 10 s), gradiente e tempo de floculação (65 rpm; 20min) e tempo de sedimentação (20 min). Dentre os parâmetros, apenas a dosagem de coagulante e o tempo de sedimentação influenciaram significativamente (α=5%) o desempenho do processo. A correção do pH do afluente não se mostrou satisfatória para o desempenho do tratamento. Os resultados indicaram que os processos de coagulação/floculação são mais eficazes quando aplicados à vinhaça metanizada em comparação às vinhaças acidificada e bruta. A partir dos resultados obtido... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Coagulation-flocculation processes emerge as an alternative to the post-treatment of effluent streams from anaerobic reactors, usually characterized by residual organic matter and color. This study aimed to adjust the best coagulation, rapid mixing, flocculation and sedimentation parameters applied to anaerobically treated vinasse and thus check whether the final effluent allows reuse, with emphasis on agricultural application. Solutions of starch 2% (m/v) and ferric chloride 40% were tested as coagulants, with dosages ranging from 1 to 120 mg.L-1 and 1 to 25 g.L-1, respectively. For the conditions tested, the results indicated the ineffectiveness of the starch solution as a coagulant for this effluent. For the tests performed with ferric chloride as coagulant, the optimal parameters were: ferric chloride solution dosage 40% (1.6 g.L-1), rapid mixing gradient and time (325 rpm, 10 s), flocculation gradient and time (65 rpm; 20 min) and settling time (20 min). Among the parameters, only coagulant dosage and settling time significantly (α=5%) impacted the performance of the process. The correction of the influent pH was not satisfactory for the performance of treatment. The results indicated that the coagulation/flocculation processes are most effective when applied to methanized compared to acidified and raw vinasses. From the results obtained, analyses were performed to verify the possibility of reuse of treated effluent in fertigation, observing that higher volumes of treat... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Submitted by Cristiane Shirayama (cristiane.shirayama@fgv.br) on 2011-05-31T15:43:52Z No. of bitstreams: 1 65080100012.pdf: 2128753 bytes, checksum: 667b5dc5c6e231ebd93077f09dab6fc2 (MD5) / Approved for entry into archive by Suzinei Teles Garcia Garcia(suzinei.garcia@fgv.br) on 2011-05-31T15:45:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 65080100012.pdf: 2128753 bytes, checksum: 667b5dc5c6e231ebd93077f09dab6fc2 (MD5) / Approved for entry into archive by Suzinei Teles Garcia Garcia(suzinei.garcia@fgv.br) on 2011-05-31T15:46:38Z (GMT) No. of bitstreams: 1 65080100012.pdf: 2128753 bytes, checksum: 667b5dc5c6e231ebd93077f09dab6fc2 (MD5) / Made available in DSpace on 2011-06-01T16:20:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 65080100012.pdf: 2128753 bytes, checksum: 667b5dc5c6e231ebd93077f09dab6fc2 (MD5) Previous issue date: 2010-11-19 / Concomitant with the production of ethanol from the fermentation of different raw materials (sugar cane, sugar beet, corn, wheat, potatoes, cassava) the vinasse is produced. The vinasse from sugar cane is generated in the average proportion of 12 liters for every liter of ethanol. Brazil is the world's largest producer of sugarcane (570 million tons in 2009). It has produced 27 billion liters of ethanol per year, in the 2009/2010 cycle, primarily for fuel purposes, and therefore the amount of vinasse produced is around 320 billion liters per year. Among the possible usages of vinasse, such as concentration, chemical and biological treatment or production of biomass, the most common form of its disposition is soil application. However, its application in soil can not be excessive or indiscriminate, failing to endanger the environment and profitability of agricultural and industrial sugarcane plantation. The need for control measures on the application of vinasse on the soil in the State of Sao Paulo, which concentrates 60% of the production of ethanol produced in Brazil, led to the drafting of the Technical Regulation P4.231 in 2005. The establishment of the effective items of this regulation is one of the inspector agent’s actions, in the monitoring of the conception and destination of the vinasse by the ethanol-producing undertakers. Items 5.7.1 and 5.7.2 in this regulation make mandatory the referral to CETESB (Environmental Company of São Paulo), for purposes of monitoring and surveillance, until April 02 of each year, the Vinasse Application Plan (VAP). In order to provide better understanding of the Regulation P4.231 and contribute to the optimization of its applicability and to improve and understanding the practical reality of vinasse application there were analyzed VAPs filed in the Environmental Agency of Piracicaba by carrying out licenses issued, licensing procedures and inspections. It is possible to conclude that the Regulation P4.231 represents a breakthrough in managing the use of vinasse in São Paulo, by the disciplinary provision of vinasse on the soil, making it mandatory: demarcation of protected areas and population centers, soil and vinasse characterization and vinasse full doses to be applied, studies of geology and hydrogeology sites, monitoring of groundwater, waterproofing of tanks and pipelines. It establishes criteria to be obeyed by law, and all pipes are good practices to protect environment, which result in greater agricultural and industrial profitability. The Regulation P4.231 is well designed, complex and extensive, making it difficult to implement. To facilitate its applicability, it is suggested to establish a schedule of priorities: waterproofing of tanks and pipes, drains control with optimized operation and good characterization of what is being applied, pure or mixed vinasse with wastewater. Among the eight companies in this study, only 4 (the biggest ones) are filing the VAPs regularly since 2005. The information presented was incomplete and in some cases, insufficient. Even with gaps, all data provided from the beginning of the mandatory VAP was helpful to outline the profile of ethanol activity in this studied region. / Concomitantemente à produção de etanol, a partir da fermentação de diferentes matérias-primas (cana-de-açúcar, beterraba, milho, trigo, batata, mandioca), produz-se a vinhaça. A vinhaça da cana-de-açúcar é gerada na proporção média de 12 litros para cada litro de etanol. O Brasil é o maior produtor mundial de cana-de-açúcar (570 milhões de toneladas, em 2009) com a produção de 27 bilhões de litros/ano de etanol, no ciclo 2009/2010, basicamente para fins carburantes, e, portanto, a quantidade de vinhaça produzida é da ordem de 320 bilhões de litros/ano. Dentre as possíveis soluções para a destinação da vinhaça, tais como: concentração, tratamento químico e biológico ou produção de biomassa, é sua aplicação no solo a forma mais usual de disposição. No entanto, sua aplicação no solo não pode ser excessiva nem indiscriminada, sob pena de comprometer o ambiente e a rentabilidade agrícola e industrial da unidade sucroalcooleira. A necessidade de medidas de controle sobre a aplicação de vinhaça no solo do Estado de São Paulo, que concentra a produção de 60% do etanol produzido no Brasil, levou à elaboração da Norma Técnica P4.231, em 2005. A constatação do cumprimento dos itens desta Norma é uma das ações do agente fiscalizador, no monitoramento da geração e destinação da vinhaça pelos empreendimentos produtores de etanol. Os itens 5.7.1 e 5.7.2, desta Norma, tornam obrigatório o encaminhamento à CETESB (Companhia Ambiental do Estado de São Paulo), para fins de acompanhamento e fiscalização, até o dia 02 de abril de cada ano, o PAV (Plano de Aplicação de Vinhaça). Com o intuito de proporcionar melhor entendimento da Norma P4.231, contribuir para otimização de sua aplicabilidade e melhoria e perceber a realidade prática da aplicação da vinhaça, foram analisados PAVs protocolados na Agência Ambiental de Piracicaba, licenças concedidas, processos de licenciamento e realizadas vistorias a campo. Conclui-se que a Norma P4.231 representa um avanço no gerenciamento do uso da vinhaça no Estado de São Paulo, por disciplinar a disposição de vinhaça no solo, tornando obrigatórios: demarcações de áreas protegidas e núcleos populacionais, caracterização de solo e da vinhaça, doses máximas a serem aplicadas, estudos da geologia e hidrogeologia locais, monitoramento das águas subterrâneas, impermeabilização de tanques e dutos. Estabelece critérios a serem obedecidos por lei, e todos são condutas de boas práticas de proteção ao meio, que repercutem em maior rentabilidade agrícola e industrial. A Norma P4.231 é bem elaborada, complexa e extensa, o que a torna de difícil execução. Para facilitar sua aplicabilidade, sugere-se o estabelecimento de um cronograma de prioridades: impermeabilização dos tanques e dutos, drenos testemunha com funcionamento otimizado e boa caracterização do que está sendo aplicado, se vinhaça pura ou se misturada a águas residuárias. Das oito empresas deste estudo, apenas quatro (as maiores) vêm protocolando os PAVs com regularidade, desde 2005. As informações apresentadas foram incompletas e, em alguns casos, precárias. Mesmo com lacunas, os dados fornecidos, desde o início da obrigatoriedade do PAV, foram de utilidade para esboçar o perfil da atividade sucroalcooleira na região estudada.

Submitted by Maria Medeiros (maria.dilva1@ufcg.edu.br) on 2018-10-03T11:11:54Z No. of bitstreams: 1 JOSÉ DEOMAR DE SOUSA BARROS - DISSERTAÇÃO (PPGRN) 2011.pdf: 2202716 bytes, checksum: 51722b0957373fb01ec413977992f302 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-03T11:11:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JOSÉ DEOMAR DE SOUSA BARROS - DISSERTAÇÃO (PPGRN) 2011.pdf: 2202716 bytes, checksum: 51722b0957373fb01ec413977992f302 (MD5) Previous issue date: 2011-02-11 / Capes / A substituição de ambientes de mata por cana-de-açúcar leva a importantes mudanças no estoque de carbono e de nitrogênio do solo e, conseqüentemente, na ciclagem global desses elementos. O estudo foi realizado em área situada no município de Capim, Estado da Paraíba, teve por objetivo quantificar os efeitos de diferentes ambientes sobre os estoques de carbono (C) e nitrogênio (N) nos Tabuleiros Costeiros paraibanos. Os solos estudados foram Argissolo Acinzentado distrófico e Neossolo Quartzarênico. As amostragens de solo foram efetuadas em cinco repetições, nas profundidades de 0-5, 5-10, 10-20 e 20-40 cm. Os ambientes selecionados foram, a saber: mata natural; cana-de-açúcar com vinhaça e cana-de-açúcar sem vinhaça. Os valores de pH, bases trocáveis e P, foram variáveis, refletindo o efeito de cada ambiente. Os teores e estoques de carbono e nitrogênio diminuíram após a mudança de mata nativa para o plantio de cana-de-açúcar. Em geral, não houve diferença significativa para os teores e estoques de carbono do solo entre os ambientes de cana-de-açúcar nas diferentes profundidades de solo avaliadas. Mas, houve diferença significativa nos teores e no estoque de carbono e de nitrogênio do sistema de cultivo da cana sem aplicação da vinhaça em relação à mata nativa. Os resultados deste estudo mostram que o tratamento com aplicação da vinhaça promoveu melhorias nos atributos químicos do solo como o aumento do pH e da disponibilidade de K e P nas camadas superficiais do solo. Este manejo proporcionou o aumento aparente no estoque de carbono e nitrogênio. Diante disso, o manejo do solo com aplicação de vinhaça pode tornar-se uma alternativa para mitigar as emissões dos gases de efeito estufa, contribuindo para a sustentabilidade do sistema de produção canavieira. / The replacement of rain forest for sugar cane leads to significant changes in carbon stock and soil nitrogen and, consequently, the global cycling of these elements. The study was conducted in an area located in the municipality of Capim, Paraíba State, quantify the effects of different environments on the stocks of carbon (C) and nitrogen (N) in the Tabuleiros Costeiros Paraibanos. The soils were Argissolo Acinzentado distrófico típico e Neossolo Quartzarênico. The soil samples were performed in five replicates, at 0-5, 5-10, 10-20 and 20-40 cm. The environments were selected, namely: natural forest, sugar cane vinasse and cane sugar without vinasse. The pH, exchangeable bases and P, were variable, reflecting reflecting the effect of each environment. The concentrations and pools of carbon and nitrogen decreased after the change of native forest to plant sugar cane. In general, no significant difference in the levels and stocks of soil carbon between the environments of cane sugar in the different soil depths evaluated. But there were differences in the amounts and stock of carbon and nitrogen in cropping system without cane vinasse application in relation to native forest. The results of this study show that treatment with vinasse application promotes improvements in soil chemical properties such as pH increases and the availability of K and P in the surface layers of soil. This gave management the apparent increase in carbon storage and nitrogen. Thus, the management of soil with vinasse application can become an alternative to mitigate emissions of greenhouse effect, contributing to the sustainability of sugar cane production.

Orientadora: Profa. Dra. Silvia Azucena Nebra de Perez / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC. Programa de Pós-Graduação em Energia, 2016. / O etanol representa, atualmente, o biocombustível mais consolidado no mercado nacional com uma porcentagem de 18,4% do consumo energético de transportes. Apesar de apresentar vantagens ambientais quando comparado a combustíveis provenientes de fontes não renováveis, a preocupação ambiental quanto aos resíduos do processo produtivo do etanol se fazem presentes. Dentre estes resíduos, destaca-se a vinhaça, ou vinhoto, produto de fundo da etapa de destilação. Devido a sua alta demanda bioquímica de oxigênio, baixo pH e alta temperatura, a vinhaça apresenta complexidade para sua disposição. Atualmente, sua disposição se da na forma de fertirrigação, que consiste na dispersão da vinhaça na lavoura, irrigando e aproveitando os sais presentes na mesma para fertilização. Entretanto, este procedimento apresenta limitações impostas por normas da CETESB, além de apresentar riscos como saturação de sais no solo e perturbar a biota local. Além disso, a vinhaçaapresenta um alto custo de transporte, tornando sua disposição a longas distancias economicamente inviável. Sendo assim, o presente estudo tem como objetivo a integração de um sistema de concentração e incineração de vinhaça a uma usina de produção de açúcar, etanol e eletricidade. Para esta análise, utilizou-se o simulador Aspen Plus® para simulação da usina sucroalcooleira, sistemas de cogeração, concentração e incineração de vinhaça. Uma primeira análise apresentou que, para o evaporador de múltiplos efeitos com 7 efeitos, seriam necessários 91 kg de vapor saturado a 2,5 bar por tonelada de cana processada valor superior aos 79 kg de vapor excedente obtido pelo sistema de cogeração a 480°C e 65 bar. Entretanto, a etapa de incineração de vinhaça produz 48,3 kg de vapor a 480°C e 65 bar por tonelada de cana processada, indicando que o sistema de incineração de vinhaça, junto ao excedente de vapor, vem a suprir a demanda energética da concentração de vinhaça. Esse sistema produz eletricidade excedente igual a 78,0 kWh/TC ou excedente de bagaço igual a 11,5kg/TC. Para as condições de 520°C e 100 bar, o excedente de eletricidade equivale a 86,5 kWh/TC ou excedente de bagaço igual a 7,3 kg/TC. Quando efetuada a integração térmica, houve redução no consumo de utilidade quente de 56,6% e de 96,7% no consumo de utilidade fria. Por sua vez, a eletricidade excedente foi superior em 14,8% para ambas condições de vapor e pressão no sistema de cogeração. / Ethanol, currently, represents the most consolidated biofuel in national market with share of 18,4% in energetic consumption of transportation sector. In spite of presenting environmental advantages in comparison with non-renewable fuels, concernment with ethanol process residues is increasing. Between residues, the vinasse ,or stillage, deserves emphasis, which is the bottom product in distillation process. Vinasse BOD, acid characteristic and high temperature complicate its disposition. Currently vinasse disposition is done by fertirrigation, this method disperses vinasse on crops, irrigating and using vinasse salts to fertilize. However, this procedure has limitations imposed by CETESB regulations, and presents risks such as soil salts saturation. Moreover, vinasse has an expensive transportation cost and long distances disposition are economic unfeasible. Thus, the aim of this study is the integration of vinasse concentration and incineration system to a conventional sugar, ethanol and electricity production process. For this study, Aspen Plus® software was used to simulate sugar and ethanol production process, cogeneration, vinasse concentration and incineration. First, analysis shows that, for a multiple effect evaporator with 7 effects, 91 kg of saturated steam at 2.5 bar per ton of cane processed are necessary as thermal demand. This value is higher than the 79 kg of surplus steam at 480°C and 65 bar per ton of cane processed supplied by cogeneration system. However, vinasse incineration process can generates 48.3 kg of steam at 480°C and 65 bar per ton of sugarcane processed. So, vinasse incineration and steam surplus supply thermal source for vinasse concentration. This scenario generates 78.0 kWh/TC as surplus of electricity or 11.5 kg/TC as bagasse surplus. On the other hand, steam being generated at 520°C and 100 bar, electricity surplus was 86.5 kWh/TC or bagasse surplus was 7.3 kg/TC. With thermal integration, hot utility requirement decreased 56.6% and cold utility decreased 96.7%. Finally, electricity surplus for both steam conditions was 14.8% higher than sugar and ethanol process with vinasse

Made available in DSpace on 2016-01-13T13:27:10Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-07-31. Added 1 bitstream(s) on 2016-01-13T13:32:29Z : No. of bitstreams: 1 000856013.pdf: 1820037 bytes, checksum: e81bdc11a8a2cf1bd10aa727667c0182 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / A vinhaça, um dos principais resíduos gerados na transformação da cana-de-açúcar em etanol, possui potencial poluidor, frente ao alto volume subproduzido e por suas características físicoquímicas. A contaminação de lagos e rios, por infiltração de resíduos dispostos no solo, como a vinhaça e fertilizantes, por exemplo, merece destaque. Com o intuito de amenizar tais efeitos, o tratamento prévio desses resíduos constitui uma alternativa viável para diminuir os impactos ao meio ambiente. Portanto, este estudo teve por objetivo verificar a efetividade na redução da toxicidade da vinhaça de cana-de-açúcar por meio da correção de seu pH para um valor neutro (7,0), pela adição de cal (CaO), avaliando o seu potencial tóxico em peixes (Oreochromis niloticus). As análises foram realizadas por meio do ensaio do cometa e teste do micronúcleo para avaliação do potencial genotóxico, e análise histopatológica das brânquias, órgão de contato direto com o meio aquático. Após exposição das tilápias às diluições de vinhaça quimicamente tratada com cal, houve mortalidade de 30% dos peixes na diluição de 10%; em ensaios anteriores com vinhaça não tratada, a mortalidade na mesma diluição foi de 100%. O pH neutro (7,0) não permaneceu estável ao longo do bioensaio. Em relação ao ensaio do cometa, foram obtidos valores de escore de danos e cometas classe 3 com diferenças significativas em relação ao controle negativo para todas as diluições, com exceção da diluição de 1%. Não houve diferenças significativas entre os valores de micronúcleo e anormalidades nucleares entre as diluições e o controle negativo; comparando esses resultados com os de ensaios anteriores com diluições de vinhaça não tratada, foi observada uma diminuição da quantidade de micronúcleos. Por meio de analise histopatológica de brânquias, foi observado um aumento nas células clorídricas, principalmente na diluição de 5% / The vinasse, a major waste generated in the processing of sugarcane into etanol, has a polluter potential in front off the volume generated and its physiochemical features. Contamination of lakes and rivers by infiltration of waste disposed in the soil, such as vinasse and fertilizers, deserves atention. In order to mitigate these effects, the pretreatment of this waste is a viable alternative to reduce the environmental impacts. Despite many studies about vinasse, only a few investigates their toxic potential. Therefore, this study aimed to verify the effectiveness in reducing sugarcane vinasse toxicity by pH correction to a neutral value (7.0), by adding lime (CaO), assessing their potential toxicity in fish (Oreochromis niloticus). Analyses were performed using the comet assay and micronucleus test to assess the genotoxic potential, and histopathological analysis of gills, organ that has direct contact with water. After exposure of tilapia to vinasse dilutions chemically treated with lime, 30% of fish in the dilution of 10% died; in earlier bioassays with untreated vinasse, at the same dilution the mortality was 100%. The neutral pH (7.0) has not remained stable during the bioassay. Regarding the comet assay, score damage and class 3 comets had significant differences when compared to the negative control for all dilutions, except for the dilution of 1%. There were no significant differences on the values of micronuclei and nuclear abnormalities between dilutions and negative control; comparing these results with those obtained in previous bioassays, with untreated vinasse dilutions, a decrease was observed in the number of micronuclei. For histopathologic analysis in gills, a slight increase was observed in clorídricas cells number, especially in the dilution of 5%, possibly in response to the presence of zinc in the vinasse samples. Diferents types of histologic changes were observed. The epithelial detachment, the epithelium ... / FAPESP: 13/13228-0

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / During the distillation of alcohol is a residue called vinasse generated with high content of organic matter and high pollution potential. As the largest industry effluent of alcohol, stillage is an ecological problem. Faced with this problem, treatment is necessary. Within the context arises the UASB (upflow anaerobic sludge blanket) Seeking sustainability in the agricultural industry, in addition to treating vinasse, biogas is captured for energy use, and may get an economic return. This study aimed to analyze by means of physical-chemical parameters such as temperature, pH, detention time and hydraulic retention rate of climb, macro-nutrients, COD and qualitative methane generation, the behavior of two reactors, pilot scale, performing a comparative characteristics of effluents from a distillery. Thus was determined the efficiency of reduction of the organic load by analyzing the vinasse obtained from two different sources, amylaceous and saccharide. The reduction of the organic load in the effluent was greater potato reached 95.75%, while the sugar cane reached 81.56% removal of COD, satisfactory results for UASB-type reactors. / Durante o processo de destilação do álcool, é gerado um resíduo chamado vinhaça com alto teor de matéria orgânica e alto potencial poluidor. Sendo o maior efluente da indústria do álcool, a vinhaça representa um problema ecológico. Frente a este problema, o tratamento se faz necessário. Dentro do contexto surge o reator UASB (upflow anaerobic sludge blanket) Visando a sustentabilidade na agroindústria, além de tratar a vinhaça, o biogás é captado para uso energético, podendo obter um retorno econômico. Este trabalho objetivou analisar por meio de parâmetros fisico-químicos como temperatura, pH, tempo de detenção e retenção hidráulica, velocidade ascensional, macro-nutrientes, DQO e geração qualitativa de metano, o comportamento de dois reatores, em escala piloto, realizando um comparativo das características dos efluentes de uma microdestilaria. Dessa forma foi determinada a eficiência da redução da carga orgânica, analisando o vinhoto proveniente de duas diferentes fontes, amilácea e sacarídea. A redução da carga orgânica foi maior no efluente da batata atingindo 95,75%, enquanto a cana-de-açúcar atingiu 81,56% da remoção da DQO, resultados satisfatórios para reatores do tipo UASB.