The pursuit towards an alternative solution to fossil fuel has facilitated science investigation initiatives that compare various options leading to biodiesel production. Besides conventional feedstock derived from vegetable oils, alternative sources that could be produced in large scale at competitive costs are the main scope of research in this field. This dissertation investigates the financial feasibility using organic solid waste as a feedstock, which results in the production of biodiesel through the conversion of volatile fatty acids (VFA) into lipids. As a result, based on existing references of: (i) capital and operating costs; (ii) internal rate of return; (iii) production and extraction yields for volatile fatty acids and lipids, we concluded that biodiesel production is competitive compared to subsidized biodiesel traded in regions of Europe and the United States. The sensitivity analysis took into consideration independent variables associated with: (i) investments in the plant; (ii) selling price of the biodiesel; (iii) costs of feedstock; and (iv) production yield. The results of such analysis showed the feasibility of using organic solid waste as a feedstock in 86.4% of the total 10,000 simulations, at the required internal rate of return. These results encourage research aims to examine this technology at a larger scale. The adoption of public policies for the urban wastes disposal and collection is also important for the implementation of such technologies. / A busca por soluções alternativas aos combustíveis fósseis tem impulsionado as iniciativas de pesquisa científica que comparam várias opções para a produção de biodiesel. Além das tradicionais fontes de matéria-prima provenientes de óleos vegetais, fontes alternativas, que possam ser produzidas em grande escala a custo competitivo, figuram como o principal escopo nesse campo de pesquisa. Essa dissertação investiga a viabilidade financeira da utilização de resíduo sólido orgânico como matéria-prima para a produção de biodiesel, através da conversão de ácidos graxos voláteis em lipídios. Como resultado, baseando-se em dados sobre: (i) investimentos e custos de operação; (ii) taxa interna de retorno requerida; (iii) taxas de extração e produção de ácidos graxos voláteis e de lipídios, conclui-se que a produção de biodiesel é competitiva quando comparada ao biodiesel subsidiado, que é negociado em regiões dos Estados Unidos e da Europa. A análise de sensibilidade realizada levou em consideração variáveis independentes tais como: (i) investimentos na planta; (ii) preço de venda do biodiesel, (iii) custos da matéria-prima e (iv) produtividade. O resultado de tal análise mostrou a viabilidade da utilização de ácidos graxos voláteis para a produção de biodiesel em 86,4% das 10.000 simulações, assumindo a taxa interna de retorno requerida. Esses resultados encorajam pesquisas adicionais para teste da tecnologia em maior escala. A adoção de políticas públicas para o descarte e coleta adequados dos resíduos sólidos urbanos também é importante para o desenvolvimento dessa tecnologia.

Atualmente, os processos de remoção biológica de nitrogênio e fósforo tem especial importância no âmbito brasileiro e mundial. Dentre os processos existentes, o Processo UCT Modificado é um dos principais processos capazes de realizar estas atividades. Este processo tem por característica básica possuir uma câmara anaeróbia para formação de ácidos orgânicos voláteis e duas câmaras anóxicas para a etapa de desnitrificação. Com o intuito de avaliar possíveis melhorias neste processo, operou-se uma planta piloto nos moldes de um UCT modificado porém com a câmara anaeróbia chicaneada e em uma segunda etapa introduziu-se microaeração nas câmaras anóxicas. Foi mantida idade do lodo em 10 dias e relação Alimento/microrganismos (A/M) entre 0,18 e 0,40 kg DBO5,20/kgSSV d. De acordo com os resultados obtidos não foi possível observar gerações de AOVs (ácido orgânico voláteis) na câmara anaeróbia. Com relação à atividade de microaeração das câmaras anóxicas foram observadas melhoras no processo de remoção biológica de nitrogênio se compara à operação sem microaeração. Em termos de remoção de matéria orgânica os resultados mostraram eficiências semelhantes a outros autores que desenvolveram sistemas semelhantes ao aqui estudado. / Now a days, nitrogen and phosphorus removal processes have been having a particular importance to Brazil and all the World. Considering the existing processes, Modified UCT is one of the main technologies capable of achieving this taks. This process has the characteristic of having one anaerobic tank aimed at producing volatile fatty acids (VFAs) and two anoxic tanks for denitrification. This paper tried to evaluate possible improvements in this process, operated a pilot plant with a compartmented anaerobic tank and later introduced microaeration to the anoxic tanks. Slugde age was maintained in 10 days and food/microorganisms rate (F/M) was maintained between 0,18 and 0,40 kg BOD/kg VSS d. According to the results, there was no clue of VFAs formation in the anaerobic tank. After the introduction of microaeration to the anoxic tanks it was shown an improvement in nitrogen removal. In terms of organic removal rates the plant had similar efficiency to other authors metioned in this paper.

A presente pesquisa teve como objetivo analisar a produção de gases pela digestão in vitro do capim-Marandu [(Brachiaria brizantha (Hochst ex A. RICH) STAPF], quando submetido a quatro intensidades de pastejo, representadas pelas ofertas de forragem (OF) 5, 10 15 e 20% (kg de MSV/100 kg de peso animal/dia). O experimento foi realizado na Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos - FZEA/USP, no município de Pirassununga/SP, Numa pastagem formada com Brachiaria brizantha. O delineamento experimental foi em blocos completos casualizados com 4 repetições. A área de 25,2 ha foi dividida em 16 unidades experimentais de 1,575 ha, subdivididas em 5 piquetes de 3150 m2, a fim de permitir um ciclo de pastejo de 35 dias, (sendo sete dias de ocupação e 28 dias de descanso). Os animais utilizados foram bovinos da raça Nelore (Bos taurus indicus L.) com peso médio inicial de 250 kg e aproximadamente 15 meses de idade. Para a técnica de produção de gases, os ensaios foram realizados de acordo com a técnica semi-automática. Os dados acumulativos da produção de gases foram gerados usando um transdutor de pressão e um \"data logger\" (PDL800, LANA/CENA/USP, Piracicaba/SP, Brazil). O substrato foi utilizado em triplicata com líquido ruminal de bovinos como inoculo. Três fêmeas bovinas fistuladas adultas da raça holandesa foram utilizadas como doadoras de inoculo. No preparo do inoculo utilizou-se 50% da fase líquida e 50% da fase sólida do conteúdo ruminal. As medições de gases foram realizadas às 6, 12, 18 e 24 horas após a inoculação. Foram realizadas as determinações de Ácidos Graxos Voláteis (acético, propiônico e butírico),por cromatografia gasosa. A degradabilidade da material seca in vitro foi determinada após 24 horas, juntamente com o fator de partição (FP). As amostras que foram utilizadas como substrato durante os ensaios laboratoriais foram colhidas durante seis ciclos de pastejo durante o ano de 2004, mais especificamente janeiro, fevereiro, março, maio, julho e agosto. Para as estações do ano (EA), os ciclos dos meses de janeiro e fevereiro foram designados como verão, os ciclos dos meses de março e maio como outono e os ciclos dos meses de julho e agosto como inverno. Um comportamento linear foi observado para os valores de Produção total de gases, Matéria Orgânica Digestível (MOD) e Matéria Seca Digestível (MSD) e os coeficientes de determinação obtidos foram 0,96, 0,94, 0,81 respectivamente. O volume de metano em mL/g de MSD e MOD produzido durante a fermentação foi semelhante, considerando as OF, no entanto, para as EA percebe-se aumento na produção de metano do verão (MSD - 46,5 e MOD - 51,9) para o inverno (MSD - 75,94 e MOD - 76,28, P = 0,0001). As médias do FP foram diferentes entre as estações do ano, sendo crescentes do verão (2,92) para o inverno (3,52). Não foram observadas diferenças significativas (P>0,05) para as OF em e para as EA para as percentagens molares dos ácidos acético, propiônico e butírico e também para a relação acético:propriônico e pH. O manejo do pastejo, considerando a OF e as EA, pode ser uma ferramenta importante de manipulação da MSD e MOD. A produção de metano é estimulada quando se intensifica a utilização da forragem produzida durante o verão. No inverno há maior eliminação do metano produzido considerando a MSD e MOD. No inverno verifica-se avaliando o FP que há maior atividade microbiana. / This study aimed to analyze the gas production by in vitro digestion Marandu palisadegrass [(Brachiaria brizantha (Hochst ex A. Rich) Stapf], when subjected to four grazing intensities, represented by herbage allowance (HA) 5 , 10 15 and 20% (kg DM/100 kg live weight / day). The experiment was conducted at the Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos - FZEA / USP in Pirassununga / SP, in a pasture with Brachiaria brizantha. A randomized complete block design with 4 replications. The area of 25.2 ha was divided into 16 experimental units of 1.575 ha, divided into 5 paddocks of 3150 m2, in rotationally stocked pasture under a 35 day of grazing cycle (seven days of occupation and 28 days of rest). The animals used were Nellore cattle, with initial body weight of 250 kg and approximately 15 months of age. For the gas production, testing were according to the semi-automatic technique. The data from cumulative gas production were generated using a pressure transducer and a data logger (PDL800, LANA / CENA / USP, Piracicaba-SP, Brazil). The substrate used in triplicate with bovine rumen fluid as inoculum. Three fistulated Holstein cows were donors of inoculum. To prepare the inoculum was used 50% of the liquid phase and 50% of the solid phase of rumen contents. Measurements gases were at 6, 12, 18 and 24 hours after inoculation. The analysis of volatile fatty acids (acetic, propionic and butyric acids) by gas chromatography. Degradability of dry mater in vitro was determined after 24 hours, together with the partition factor (PF). Samples were used as substrate during laboratory tests were collected for six grazing cycles during 2004, specifically January, February, March, May, July and August. The seasons (SE), the cycles of months of January and February were designated as summer, the cycles of months of March and May and autumn and the cycles ofmonths of July and August and winter. A linear behavior was observed for values Total production of gas, organic matter digestible (OMD) and dry matter digestible (DMD) and the determination coefficients obtained were 0.96, 0.94, 0.81 respectively. The volume of methane in mL / g and DMD OMD produced during fermentation was similar, whereas the OF, however, for EA sees an increase in methane production of summer (DMD - OMD and 46.5 - 51.9) for winter (DMD - 75.94 and OMD - 76.28, P = 0.0001). The averages of PF were different between the seasons, and growing summer (2.92) for the winter (3.52). There were no significant differences (P> 0.05) for the HA and in the SE to the molar percentages of acetic, propionic and butyric acids as well as for the Acetic:Propionic and pH . Grazing management, considering the HA and the SE may be an important tool of manipulation of DMD and OMD. Methane production is stimulated when it enhances the use of forage produced during the summer. In winter there is a greater elimination of methane produced considering the DMD and OMD. In the winter occurs evaluating the PF that there is greater microbial activity.

O presente trabalho teve como objetivo avaliar os efeitos do uso de leucena (Leucaena leucocephala (Lam.) de wit), em dietas para bovinos com ou sem adição de levedura (Saccharomyces cerevisiae) sobre a digestão (degradabilidade e digestiilidade), fermentação (produção de ácido graxos voláteis, amônia e metano) e população de protozoários no rúmen. Foram utilizados quatro bovinos machos mestiços, com peso vivo médio de 797 kg, canulados no rúmen em experimento com delineamento Quadrado Latino 4x4 em arranjo fatorial 2x2 com dois níveis leucena (20% e 50%) com feno de Cynodon dactylon cultivar coast-cross na presença ou ausência da levedura. Os tratamentos foram denominados: 20S = 20% de feno de leucena + 80% de de coast-cross ; 50S = 50% de feno de leucena + 50% de de coast-cross; 20L = 20% de feno de leucena + 80% de de coast-cross + 10 g de levedura; 50L = 50% de feno de leucena + 50% de de coast-cross + 10g de levedura. Os parâmetros ruminais avaliados foram: produções de ácidos graxos voláteis (AGVs); concentração de amônia; pH; produção de gás metano; taxa de passagem do líquido; degradabilidade in situ da MS, FDN e PB dos fenos de leucena e coast-cross; digestibilidade in vitro da MS dos fenos de leucena e coast-cross; contagem diferencial dos gêneros de protozoários ciliados. Houve efeitos da interação entre níveis de leucena e levedura nas dietas sobre as concentrações médias dos AGVs totais (P<0,05). As concentrações de ácido acético não apresentaram diferenças entre tratamentos. Mas as concentrações de ácido propiônico mostraram efeitos significativos para níveis de leucena na dieta e da interação N x L (P<0,05), com os maiores valores médios obtidos para o ácido propiônico em nível mais alto de leucena com levedura (19,14 mM). O aumento do nível de leucena favoreceu uma maior produção de ácido propiônico e esse efeito foi potencializado pela adição de levedura. Não houve diferenças na produção de ácido butírico nos níveis de leucena e de levedura (P>0,05) mas foram observados efeitos significativos da interação, evidenciando maiores concentrações do ácido butiríco no tratamento 20L. Não foram observadas diferenças (P>0,05), nas concentrações de amônia no rúmen, variando de 18,71 a 21,28 mg/100 mL no líquido ruminal. Houve diferença (P<0,05) na emissão de gás metano pelos animais, recebendo os diferentes tratamentos, ocorreu uma redução na produção de metano na dieta com nível elevado de leucena contendo levedura. Os valores encontrados para a cinética ruminal não foram afetados pelos tratamentos (P>0,05). A população de protozoários ciliados no rúmen sofreu alterações conforme o tratamento aplicado, tanto na concentração como na composição final da fauna, indicando um efeito associativo que ocorreu com o aumento de leucena na dieta juntamente com a levedura ou mecanismo de ação semelhante de ambos, dependendo do nível de leucena na dieta. / The present work had as objective to evaluate the effect of the use of leucaena (Leucaena leucocephala (Lam.) of Wit) in diets for bovines with or without yeast addition (Saccharomyces cerevisiae) on the digestion (degradability and digestibility), fermentation (production of volatile fatty acids, ammonia and methane) and ciliate protozoa population in rumen. Four crossbred male cattle, with average body weight of 797 kg, with rumen cannula were utilized in a Latin Square assay design 4x4, in factorial arrangement (2 x 2) with two levels of leucaena (20% and 50% DM) with hay of Cynodon dactylon cv coast-cross with or without addition of yeast. The treatments had been called: 20S = 20% of leucena hay + 80% of hay of coast-cross; 50S = 50% of leucena hay + 50% of hay of coast-cross; 20L = 20% of leucena hay + 80% of hay of coast-cross + 10 g of yeast and 50L = 50% of leucena hay + 50% of hay of coast-cross + 10g yeast. The ruminal parameters evaluated were: volatile fatty acids production; ammonia concentration; pH; gas production of methane; fluid outflow; in situ degradability in situ of the DM, NDF and CP of leucena and coast-cross hays; DM in vitro digestibility of leucena and coast-cross hays and concentration and generic counting of the ciliate protozoa. It was observed effect of the interaction between leucena levels and yeast in the diets on average total concentrations of VFA. No differences were observed in the concentrations of acetic acid among the treatments. But the propionic acid concentrations had shown significant effect for levels of leucena in the diet and interaction, with higher values obtained in the high leucaena level with yeast addition (19.14 mM). The increase of the leucaena level favored a higher production of propionic acid and this effect was powed by the yeast addition. There were no differences in the butyric acid production among the treatments, but significant effect of the interaction had been observed, evidencing higher concentrations of butyric acid in the treatment 20L. No difference had been observed in the rumen ammonia concentrations, varying from 18.71 to 21,28 mg/100 mL of ruminal liquid. A reduction in the methane production was observed in the animals receiving higher level of leucena with yeast addition. The values found for the kinetic ruminal had not been affected by the treatments. There was observed alteration in the rumen protozoa population according to treatment, as much in the concentration as mainly in the final composition of the fauna, indicating to have an associative effect that occurs with the increase of leucena in the diet together with the yeast addition or occurs a mechanism of similar action of both depending on the level of leucena in the diet.

As funções metabólicas dos bubalinos ainda não estão bem descritas, como em outros ruminantes e há carência de informação sobre o comportamento digestivo. A sincronização da degradação ruminal de proteína e amido propõe incrementar a produção de proteína microbiana no rúmen e a eficiência de utilização de energia, uma vez que as bactérias ruminais necessitam destes dois elementos disponíveis simultaneamente. Quatro búfalos fistulados no rúmen foram utilizados com objetivo avaliar os efeitos de dietas com diferentes níveis de milho em grãos moídos (0, 22, 37 e 49% na MS) em substituição ao feno de coast-cross, com ênfase na relação proteína:carboidratos não estruturais (1,02; 0,39; 0,30; 0,26), sobre o metabolismo ruminal. Os seguintes parâmetros foram avaliados: ingestão de matéria seca (IMS); degradabilidade da matéria seca e fibra em detergente neutro do feno de coast-cross e da matéria seca e proteína bruta do milho em grãos moído; concentração de amônia; produção de ácidos graxos voláteis (acético, propiônico e butírico); taxa de passagem de líquido; volume ruminal e pH no rúmen. Os animais foram delineados em Quadrado Latino (4x4). Houve aumento linear na IMS com aumento de milho em grãos na dieta. Foram observadas diferenças no metabolismo ruminal envolvendo a produção de ácidos graxos voláteis, pH, taxa de passagem do líquido ruminal e volume do rúmen entre os tratamentos e pouca influência dos tratamentos na produção de amônia e na cinética de degradabilidade ruminal. Os resultados permitiram concluir que, no geral, os bubalinos apresentam boa capacidade tamponante no rúmen com ligeira queda do pH com aumento da ingestão de milho em grãos moídos e que provavelmente os microrganismos ruminais dos búfalos têm boa capacidade em se adaptar a ambientes ruminais com diferentes relações PB:CNE. / The metabolic functions of the buffaloes not yet are well described, as in other ruminants and have information lack on the digestive behavior. The synchronization of the ruminal degradation of protein and starch considers to increase the rumen microbial protein production and the efficiency of energy use, since the rumen bacteria needs of these two available elements simultaneously. Four rumen fistulated buffalos were used with objective to evaluate the effect of diets with different levels of ground grain corn (0, 22, 37 and 49% in the DM) in substitution to the coast-cross hay, with emphasis in the relation protein:no structural carbohydrates (1,02; 0,39; 0,30; 0,26) on the ruminal metabolism. The following parameters had been evaluated: dry matter intake (DMI); DM and NDF degradability of DM and NDF of the coast-cross hay and DM and CP of the ground grain corn; ammonia concentration; production of volatile fatty acids (acetic, propionic and butyric); outflow rate; ruminal volume and rumen pH. The animals were delineated in Latin Square (4x4) experiment. There was linear increase in the DMI with increasing level ground grain corn in the diet. Differences in the ruminal metabolism were observed involving the production of acid VFA, pH, liquid outflow rate and rumen volume among the treatments and small influence of the treatments in the ammonia production and the kinetic of ruminal degradability were observed. The results had allowed to conclude that, in the general, the buffaloes present good rumen buffering capacity with light fall of pH with increasing of the ingestion ground grain corn and that probably the microorganisms in the rumen of the buffalos have good capacity to adapt in the environments with different relations CP:NSC.

Made available in DSpace on 2017-07-10T19:23:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Douglas _Torres.pdf: 3616129 bytes, checksum: a4f03d06a9a51441bb0fbfebd263c6b0 (MD5) Previous issue date: 2014-02-20 / Hydrogen is naturally formed in intermediate stages of anaerobic digestion and is subsequently consumed to generate products such as methane and hydrogen sulphide. So, in order to increase the energetic efficiency of gases produced in the system, it was necessary to separate hydrogen. It is essential to interrupt hydrogen consumption by methanogenic and sulphidegenic phases of anaerobic digestion process. As the effluent from cassava processing presents high concentration of sugars, there may be some possibility to favor the acidogenic digestion process, which provides better conditions to produce hydrogen gas and inhibit methanogenic archaea. Thus, this trial aims at evaluating hydrogen production from anaerobic digestion of wastewater from the cassava manufacturing process in an upflow anaerobic reactor, where bamboo was used as support medium. Four experimental runs (R1, R2, R3 and R4) were carried out in a 3.0 L plexiglass reactor, operated at 0.75 h-1 flow rate and Hydraulic Detention Time (HDT) of 4 hours. The assays were inoculated with 10% of the effective volume of an anaerobic sludge digester installed on a cassava industry at 95 °C for 15 min to eliminate microorganisms that produce methane. The cassava pH adjustment was managed to 6.0, but only at the R1 run. In R2, R3 and R4 runs, without any pH change, the values ranged from 3.74 to 4.47. The reactors showed a consumption average from total sugar superior at 80%, whose COD removals were 55.26, 15.27, 46.16 and 40.42% for R1, R2, R3 and R4, respectively. It was also observed that biogas flow decreasing provided greater biomass accumulation in the reactor. Thus, the results of HDT values were obtained by hydrodynamic essay of 3.75, 1.08, 1.83 and 2.43 for R1, R2 R3 and R4, respectively. It can also be observed that the process of hydrogen generation was associated with the metabolic route to generate butyric acid, since the increase of this product from acidogenesis resulted in higher amounts of hydrogen. It was also pointed out that the peak incidences of lactic and propionic acid concentrations in the effluent occurred simultaneously to the decreased production, which could indicate H2 consumption. The use of cassava without pH correction in R2, R3 and R4 resulted in lower productions of H2 maybe as a result of solventogenesis possibility that was recorded by the increase in butanol and ethanol production, which matched to the hydrogen flow reduction. The highest molar flow rates of H2 were observed in R1, with maximum value of 10.6mmolH2.h-1. R2 essay showed the highest percentages of hydrogen in biogas (45.37%) and maximum flow of 3.37 mmolH2.h-1, whose highest concentrations of calcium in cassava lots were used in that period. However, R3 and R4 reactors showed the highest flows (0.99 and 1.80 mmolH2.h-1). Thus, it should be highlighted the importance of correcting pH of cassava industry wastewater and monitoring alcohols and volatile fatty acids generated during this process. / O hidrogênio é naturalmente formado em etapas intermediárias da digestão anaeróbia e é posteriormente consumido para geração de produtos como o metano e o ácido sulfídrico. Para possibilitar a separação do hidrogênio, em busca do aumento da eficiência energética dos gases gerados no reator, torna-se necessária a interrupção do consumo do hidrogênio pelas fases metanogênica e sulfetogênica do processo de digestão anaeróbia. Como o efluente do processamento da mandioca apresenta elevada concentração de açúcares, pode ocorrer o favorecimento do processo de digestão acidogênica, que proporciona melhores condições para a geração do gás hidrogênio e inibição das arqueias metanogênicas. Assim, o presente trabalho teve como objetivo geral avaliar a produção de hidrogênio a partir da digestão anaeróbia de efluente do processo de fabricação de fécula de mandioca (manipueira), em reator anaeróbio de leito fixo e fluxo ascendente, utilizando hastes de bambu como meio suporte. Foram realizados 4 ensaios experimentais (R1, R2, R3 e R4) em reator de plexiglass com 3,0 L de volume útil, operados com vazão de 0,75 L.h-1 e tempo de detenção hidráulica (TDH) de 4 horas. Os ensaios foram inoculados com 10% do volume útil de lodo anaeróbio de um biodigestor instalado em uma fecularia, previamente aquecido a 95 °C por 15 minutos para eliminação de microrganismos produtores de metano. O ajuste do pH da manipueira foi realizado para 6,0 somente no ensaio R1. Nos ensaios R2, R3 e R4, sem alterações do pH, os valores variaram de 3,74 a 4,47. Os reatores apresentaram média de consumo de açúcares totais superiores a 80%, com remoções de DQO de 55,26; 15,27; 46,16 e 40,42% para R1, R2, R3 e R4, respectivamente. Foi observado que a redução das vazões de biogás proporcionou maior acúmulo de biomassa no reator. Os resultados dos valores de TDH foram obtidos pelo ensaio hidrodinâmico de 3,75, 1,08, 1,83 e 2,43 para R1, R2, R3 e R4, respectivamente. Foi possível verificar que o processo de geração de hidrogênio estava associado à via metabólica de geração de ácido butírico, uma vez que o aumento deste produto da acidogênese proporcionou elevação dos valores de hidrogênio. Observou-se também que os picos de concentrações de ácido lático e propiônico no efluente ocorreram simultaneamente às reduções de produtividade e podem indicar o consumo de H2. A utilização da manipueira, sem correção de pH em R2, R3 e R4, resultou em menores produtividades de H2, possivelmente resultantes do favorecimento da solvetogênese, verificada pela elevação das produções de butanol e etanol, que coincidiram com a redução das vazões de hidrogênio. As maiores vazões molares de H2 foram observadas em R1, com valor máximo de 10,6 mmolH2.h-1. O ensaio R2 apresentou as maiores percentagens de hidrogênio no biogás (45,37%) e vazão máxima de 3,37 mmolH2.h-1, em que foram observadas as maiores concentrações de cálcio nos lotes de manipueira, utilizados naquele período. Os reatores R3 e R4 apresentaram vazões máximas de 0,99 e 1,80 mmolH2.h-1. Dessa forma, destaca-se a necessidade da correção dos valores de pH do efluente de fecularia e monitoramento dos álcoois e ácidos graxos voláteis gerados no processo.

Objetivou-se avaliar a taxa de emissão de metano (CH4) pela técnica do gás traçador hexafluoreto de enxofre (SF6) e fermentação ruminal dos animais alimentados com feno de Brachiaria brizantha em diferentes estágios de crescimento. Os três tratamentos foram: I-Feno de Brachiaria brizantha com 15 dias de crescimento, II- Feno de Brachiaria brizantha com 45 dias de crescimento e III- Feno de Brachiaria brizantha com 90 dias de crescimento. Seis bovinos da raça nelore, machos, castrados, canulados no rúmen e com peso médio inicial de 402 ± 51,62 kg foram utilizados em delineamento em quadrado latino 3x3 duplicado. O experimento teve duração total de 60 dias. A adaptação às dietas durou 7 dias. No oitavo dia foram feitas coletas de fezes (5 dias) e mensuração do consumo voluntário para determinação da digestibilidade in vivo dos alimentos. No 13° dia iniciaram-se as coletas de metano (7 dias) através da técnica do gás traçador hexafluoreto de enxofre (SF6). No 20° dia foram tomadas amostras do líquido ruminal às 0, 2, 4, 6, 8 e 10 horas após a primeira alimentação para determinação do potencial hidrogeniônico (pH), N-amoniacal e ácidos graxos voláteis do líquido ruminal. A idade de corte não afetou substancialmente a concentração total ou a proporção molar dos AGV, bem como o pH, embora a concentração de N-NH3 ruminal tivesse diminuído com o avanço da idade de corte. Para os dados de digestão, apenas a digestibilidade da PB aumentou e os dados dos CNF diminuíram com o avanço da idade. A produção de metano por animal/dia não foi afetada pela idade de corte do capim. Os animais alimentados com o feno produzido com 45 dias de crescimento do capim apresentaram diminuição de consumo de MS, o que resultou em maior produção de metano por unidade de MS ingerida. / The objective was to evaluate methane (CH4) emission rate by sulfur hexafluoride (SF6) tracer technique in bovines of the Nelore breed fed with Brachiaria brizantha hay in different maturation stages. The three treatments wore: I- Hay of Brachiaria brizantha with 15 days of maturation, II- Hay of Brachiaria brizantha with 45 days of maturation and III- Hay of Brachiaria brizantha with 90 days of maturation. Six bovines of the Nelore breed, males, castrated, rumen-cannulated, and 402 ± 51,62 kg of initial average weight had been used in a duplicated 3X3 latin square design. Trial lasted 54 days. The adaptation to the diets lasted 7 days. In the eighth day excrement collections (5 days) and feed sampling were done. In 13th day the methane collections were initiated using the sulfur hexafluoride SF6) tracer technique. The 20th day was used for ruminal fluid sampling at 0, 2, 4, 6, 8, and 10 hours after 1st meal for determination of pH, amoniacal-N, and volatile fatty acids in ruminal fluid. The ammoniacal nitrogen (NH3-N) concentration in treatment I was higher than II, 7,21; 2,22 mg/dl, respectively. Methane emission (g/kg DM) in treatment II was higher than I and II 23,41, 17,38, 20,02, respectively.

Foram estudados os efeitos da flavomicina ou da monensina sobre a fermentação e digestão ruminal e total em bovinos. Doze fêmeas bovinas não gestantes e não lactantes, portadoras de fístula ruminal, pesando em média 736 kg, foram distribuídas inteiramente ao acaso em três grupos experimentais: controle (ausência de antibiótico), tratado com flavomicina (antibiótico não-ionóforo) e outro tratado com monensina (antibiótico ionóforo). Foram administradas doses de 20mg e 300mg/animal/dia, de flavomicina e monensina, respectivamente. Utilizou-se um período experimental de 21 dias, sendo os 16 primeiros destinados à adaptação dos animais à dieta, composta de 60% de concentrado (milho, farelo de soja e mistura mineral) e 40% de volumoso (basicamente de cana-de-açúcar). O 21° dia foi utilizado para avaliação do consumo de MS e colheitas de líquido ruminal, realizadas às 0; 2; 4; 6; 8; 10 e 12 horas após a primeira refeição. Os 10 últimos dias foram destinados à aplicação do marcador (15g de óxido crômico/animal/dia), e os 5 últimos, destinados à avaliação do consumo de MS, colheita de fezes, amostragem dos alimentos e também à avaliação da digestão ruminal (degradabilidade in situ), pela técnica dos sacos de nylon, incubando-se cana-de-açúcar, milho em grãos ou farelo de soja. A monensina diminuiu a proporção molar de ácido acético e aumentou a de propiônico (27,2%), em relação ao grupo controle, e aumentou a degradabilidade efetiva ruminal do amido dos grãos de milho, em relação à flavomicina. A flavomicina diminuiu a taxa de degradação da PB do farelo de soja, em relação ao controle e monensina. Nenhum dos antibióticos testados alterou a concentração total dos AGVs, ácido butírico, pH, concentração ruminal de N-NH3 ou consumo de MS. Tão pouco foram alteradas a degradabilidade efetiva da FDN da cana-de-açúcar, CMS digestível, digestibilidade da MS, PB, EE, EÑN, FB, FDA, FDN, EB, amido ou o NDT da dieta. / The effects of flavomycin or monensin on ruminal fermentation and ruminal and total digestion in bovines were investigated. Twelve non-pregnant and non-lactating rumen-fistulated cows (736 kg of BW) were randomly assigned to three treatment groups: control (no antibiotic), flavomycin-treated (non-ionophore antibiotic) and monensin-treated (ionophore antibiotic). Treatment doses were 20 and 300mg/animal/day of flavomycin and monensin, respectively. Twenty-one day subperiod was used, the first sixteen for diet adaptation. Diet was composed by 60% concentrate (corn, soybean meal and mineral mixture) and 40% roughage (basically sugar cane). The 21st day was used for the evaluation of DMI and for ruminal fluid sampling at 0, 2, 4, 6, 8, 10 and 12 hours after the first meal. The last 10 days were used for external marker administration (15g of chromic oxide/ animal/day), and the last 5 days, for DMI evaluation, feces collection, feed sampling and evaluation of ruminal degradability using the nylon bag technique. Bags containing corn grain, soybean meal or sugar cane were incubated through the rumen fistula from the 17th up to the 21st day. Monensin decreased the molar proportion of acetic acid and increased the propionic acid in 27.2%, compared to control group and increased the effective degradability of corn grain starch, compared to flavomycin. Flavomycin decreased the degradation rate of soybean meal crude protein compared to control and monensin groups. Total VFA concentrations, molar proportion of butyric acid, pH, ammoniacal-N concentration or DMI were not influenced by the addition of either antibiotics; neither were the effective degradability of sugar cane NDF, digestible DMI or DM, CP, EE, NFE, CF, ADF, NDF, GE and starch digestibility nor the TDN of the diet.

Une part importante de la production mondiale de vecteurs énergétiques et de produits chimiques provient de la raffinerie de combustibles fossiles. En raison de l'augmentation du prix du pétrole et de son impact environnemental, la recherche de solutions alternatives, écologiques et économiques constitue l’un des enjeux de notre siècle. Le remplacement du pétrole par de la biomasse en tant que matière première pour la production de carburants et de produits chimiques constitue la force motrice dans le développement de complexes de bioraffinerie.Cette étude fait partie d’un projet de bioraffinerie visant la valorisation de biomasse lignocellulosique par la production d’hydrogène et de lipides microbiens précurseurs de biodiesel. Ce travail se concentre en particulier sur l’étape de production de biomasse et de lipides par la levure oléagineuse Cryptococcus curvatus à partir d’acides gras volatils (AGVs) synthétisés au cours de la fermentation anaérobie productrice d’hydrogène. Les cultures ont dans un premier temps été réalisées à partir d’un substrat modèle, l’acétate, en fed-batch et en continu. La détermination de l’influence de différents paramètres opératoires sur la production de biomasse et de lipides à partir d’acétate a permis de mettre au point des cultures en fed-batch dont les cinétiques, les productivités et les rendements finaux étaient compétitifs avec ceux rapportés dans la littérature pour des cultures sur substrats simples. Un modèle de croissance et de production de lipides a été construit à partir de ces données afin de prédire le comportement de la souche lors de cultures continues, permettant d’obtenir des productivités en lipides et en biomasse élevées. Enfin, des cultures ont été menées à partir d’AGVs issus de surnageant de fermentation anaérobie. Les résultats ont confirmé la croissance de ces levures sur ce substrat particulier et la production de lipides dont la composition en acides gras estérifiés était compatible avec une utilisation comme biodiesel. / A great part of the global production of energy vectors and chemicals comes from fossil fuels refinery. Because of the increase in oil price and their environmental impacts, the search for alternative, ecological and economic solutions is a current challenge. The replacement of oil with biomass as raw material for the production of fuels and chemicals is the driving force for the development of biorefinery complexes.This study is part of a project aiming at the biorefinery of lignocellulosic biomass for hydrogen and microbial lipids as biodiesel precursors. This work focuses on the biomass and lipids production step by the oleaginous yeast Cryptococcus curvatus using volatile fatty acids (VFAs) as carbon sources, which are synthesized during the anaerobic fermentation step. Yeast cultures have initially been realized using a model substrate, acetate, and fed-batch and continuous modes. The determination of the influence of different operating parameters on the biomass and lipids production led to the development of fed-batch cultures which kinetics, productivities and yields were competitive with those reported in the literature for cultures on simple substrates. A growth and lipid production model was built from these data to predict the behavior of the strain during continuous cultures and to obtain high lipid and biomass productivities. Finally, cultures were conducted using VFAs from anaerobic fermentation supernatant. The results confirmed the growth of these yeasts on this particular substrate and the production of lipids which composition was compatible with use as biodiesel.

Enhanced biological phosphorus removal (EBPR) has been widely used in municipal wastewater treatment, but no previous studies have examined the application of EBPR to treat dairy manure. This study was conducted to evaluate the (i) performance of pilot-scale EBPR systems treating liquid dairy manure, to balance the ratio of nitrogen to phosphorus in manure to meet crop nutrient requirements, (ii) effects of dissolved oxygen and solids retention time on the efficiency of EBPR, and (iii) effectiveness of gravity thickening for reducing the volume of harvested EBPR aerated mixed liquor. Two pilot-scale EBPR systems were used in this study. The ratio of the manure chemical oxygen demand expressed as volatile fatty acids to phosphorus used ranged from 18:1 to 45:1. The phosphorus removal efficiencies of the EBPR system were investigated at three solids retention times (4, 6 and 10 d), and three dissolved oxygen levels (3, 4 and 6 mg O₂/L). The total phosphorus removal was highest (84%) at 10 d solids retention time and lowest (63%) at 4 d solids retention time. The sludge from the 6 d solids retention time tests had better sludge settling characteristics with a sludge volume index of 62 mL/g compared to 80 mL/g for the 4 d solids retention time. The EBPR system achieved 90% dissolved reactive phosphorus removal when the system was operated at 4 mg O₂/L, and the ratio of nitrogen to phosphorus in effluent increased to about 5:1, which was higher than the normal ratio in dairy manure. On the other hand, phosphorus removal performance deteriorated when dissolved oxygen level was 3 mg O₂/L. In the gravity thickening tests, 93-95 % total suspended solids (TSS) was removed from the settled supernatant, with 1.2 to 1.54 % total solids (TS) in the settled solids after 90 min gravity-induced thickening. The extent of phosphorus release during gravity thickening process needs to be further investigated. / Master of Science