Alkaline sulfite/anthraquinone pretreatment followed by disk refining of Pinus radiata and Pinus caribaea wood chips for biochemical ethanol production

BACKGROUND: Alkaline sulfite/anthraquinone (ASA) cooking of Pinus radiata and Pinus caribaea wood chips followed by disk refining was used as a pretreatment for the production of low lignified and high fibrillated pulps. The pulps produced with different delignification degrees and refined at different energy inputs (250, 750 and 1600 Wh) were saccharified with cellulases and fermented to ethanol with Saccharomyces cerevisiae using separated hydrolysis and fermentation (SHF) or semi-simultaneous saccharification and fermentation (SSSF) processes. RESULTS: Delignification of ASA pulps was between 25% and 50%, with low glucans losses. Pulp yield was from 70 to 78% for pulps of P. radiata and 60% for the pulp of P. caribaea. Pulps obtained after refining were evaluated in assays of enzymatic hydrolysis. Glucans-to-glucose conversion varied from 20 to 70%, depending on the degree of delignification and fibrillation of the pulps. The best ASA pulp of P. radiata was used in SHF and SSSF experiments of ethanol production. Such experiments produced maximum ethanol concentration of 20 g L-1, which represented roughly90% of glucose conversion and an estimated amount of 260 L ethanol ton(-1) wood. P. caribaea pulp also presented good performance in the enzymatic hydrolysis and fermentation but, due to the low amount of cellulose present, only 140 L ethanol would be obtained from each ton of wood. CONCLUSION: ASA cooking followed by disk refining was shown to be an efficient pretreatment process, which generated a low lignified and high-fibrillated substrate that allowed the production of ethanol from the softwoods with high conversion yields. (C) 2012 Society of Chemical Industry

Effects of exogenous calcium or oxalic acid on Pinus taeda treatment with the white-rot fungus Ceriporiopsis subvermispora

Pinus taeda wood chips were treated with the biopulping fungus Ceriporiopsis subvermispora in calcium-or oxalic acid-amended cultures. The secretion of hydrolytic and oxidative enzymes was inhibited only in the cultures having the highest concentration of calcium (1400 mg kg(-1) wood). Calcium decreased the availability of free oxalic acid, inhibited fungal growth, and reduced lignin mineralization and transformations. Oxalic acid amendment in the cultures was found not to affect the lignin mineralization and transformations; however, it did inhibit the depolymerization reactions detectable in the residual lignin that was retained in the biotreated wood. C. subvermispora presented catabolic activity for oxalic acid in the cultures amended with 1660 mg acid kg(-1) wood, whereas oxalic acid was synthesized when it was amended at low amounts or initially absent in the cultures. These data suggest one ideal ratio of oxalic acid in C. subvermispora cultures and indicate that its exogenous addition does not necessarily accompany the further degradation of lignin. Crown Copyright (C) 2012 Published by Elsevier Ltd. All rights reserved.

Ascensão capilar de água em substratos de coco e de pinus

O uso da irrigação por capilaridade na produção de mudas em viveiros pode trazer vantagens ao uso de água e sua utilização adequada requer o conhecimento da capacidade de ascensão de água no meio de crescimento das raízes, atributo pouco estudado. Para avaliar esta condição fundamental, este trabalho tem como objetivo avaliar a ascensão de água em substratos comerciais de coco e pinus, em dois padrões de tamanho de partículas e em duas condições de umidade, para indicar aquele que possua as melhores características físicas para aplicação na irrigação por capilaridade. Utilizou-se o método de ascensão capilar, com colunas desmontáveis de anéis preenchidas com substratos, avaliando-se os seguintes tempos de contato do fundo da coluna com a lâmina de água: 0,25, 0,5, 1, 2, 4, 8, 16 e 24 horas, com 10 repetições por tempo testado. Pelos resultados, observou-se que a maior ascensão capilar acumulada em 24 horas de ensaio foi obtida para os substratos de textura fina de coco e de pinus. Além disso, a hidrofobia do substrato de coco seco recomenda que as irrigações nesse material devem ter frequências maiores que substratos de pinus, evitando seu secamento. O substrato de pinus, por não apresentar esse comportamento, deve ter turnos de rega mais espaçados, principalmente sob textura fina. Devido à sua maior retenção de água e capacidade de elevação de água quando umedecido, o substrato fino de coco é mais adequado à irrigação por capilaridade em recipientes como tubetes.

Dinâmica do potencial matricial em substratos de pinus e coco sob ação da capilaridade

O tamanho médio de partículas e a porosidade dos substratos condicionam as propriedades matriciais, interferindo na capacidade de retenção e de transmissão da água no meio. O conhecimento desses atributos é fundamental em processos de irrigação por capilaridade, para que o molhamento atinja as camadas superiores dos recipientes com níveis de tensão de água facilmente disponível. O presente trabalho teve como objetivo estudar a ascensão de água por capilaridade para determinar a posição mais apropriada do nível de saturação na ascensão capilar em recipientes com substratos de coco e pinus, de textura grossa e fina. Foram efetuados experimentos avaliando a ascensão de água por capilaridade em colunas segmentadas preenchidas com os substratos. Os valores de umidade em cada segmento foram calculados gravimetricamente e relacionados aos de tensão estimados pela curva de tensão dos substratos. Os substratos com textura fina apresentaram melhor elevação de água por capilaridade, com melhor elevação da umidade em níveis de tensão de água disponível. O substrato de coco fino apresentou água disponível em todo o perfil do recipiente, enquanto o de pinus apresentou as camadas superiores do recipiente com água retida em tensões abaixo do ponto de murcha permanente. O substrato fino de coco apresentou os melhores resultados para aplicação na irrigação por capilaridade, permitindo recomendar o seu uso com o nível de saturação posicionado a cinco centímetros do fundo do recipiente por quinze minutos.