Extração e caracterização de hemiceluloses de Pinus radiata e sua viabilidade para a produção de bioetanol

As galactoglucomananas são as principais frações de hemiceluloses presentes nas madeiras moles e contêm, principalmente, as hexoses galactose, glicose e manose. O isolamento eficiente e seletivo dessas hemiceluloses é um obstáculo crítico a superar para sua utilização. Os objetivos deste trabalho foram extrair e caracterizar soluções aquosas ácidas e neutras de hemiceluloses de cavacos de madeira de Pinus radiata, bem como avaliar sua viabilidade para a produção de bioetanol. As hemiceluloses em P. radiata representam 26 g/100 g de madeira (base seca), e as hexoses são responsáveis por aproximadamente 64% dessa quantidade. De acordo com as diferentes condições de extração, cerca de 50% da fração hemicelulósica foi solubilizada e recuperada depois de uma precipitação com etanol. As frações recuperadas de hemiceluloses estavam na forma de oligômeros com peso molecular médio (Mw) variando entre 4x10³ e 4x10(5) g/mol. Os oligômeros hemicelulósicos foram hidrolisados com ácido sulfúrico diluído e os hidrolisados concentrados até aproximadamente 70 g/L hexosas e fermentados pela levedura Saccharomyces cerevisiae. Os resultados de fermentação indicaram que os açúcares obtidos dos extratos ácidos e neutros foram fermentados com rendimentos máximos de etanol de 63% e 54% (22 g/L e 19 g/L), respectivamente. A conversão de hemiceluloses da madeira em etanol é viável, porém seu baixo rendimento faz que o processo não seja economicamente atrativo, razão por que melhorias no processo ou usos alternativos das hemiceluloses devem ser avaliados.

Produtividade e custos de extração de madeira de eucalipto com Clambunk Skidder

Os clambunk skidders, utilizados na extração de madeira de eucalipto no Brasil, são máquinas complexas, de alta tecnologia e de alto valor de aquisiçao. Os objetivos da pesquisa foram analisar a produtividade, a eficiência operacional e os custos operacionais e de produção desse trator florestal. Esta pesquisa foi desenvolvida em povoamentos de eucalipto (hibrido de Eucalyptus urophylla x Eucalyptus grandis) de uma empresa florestal no Estado de São Paulo. O sistema de colheita de madeira foi o de árvores inteiras com o processamento das árvores em forma de cavacos, em pátios localizados às margens dos talhões. A metodologia utilizada na avaliação da produtividade foi constituída de técnicas de estudos de tempos e movimentos. Na avaliação dos custos foram determinados os custos operacionais e os de produção. Os resultados indicaram que as atividades que consumiram maior parte do tempo do ciclo de trabalho foram o carregamento e a viagem com carga. A produtividade foi significativamente reduzida com o aumento da distância de extração. A análise de custos operacionais indicou que os custos variáveis foram os de maior valor, seguidos pelos custos fixos e de administração. O custo de extração do clambunk aumentou com a distância de extração, pois essa variável afetou os tempos de viagem. A diminuição desse custo seria possível pela reorganização do processo de trabalho com base na distância e nos outros fatores estudados.

Efeito da temperatura, extração e embebição de sementes na germinação de Bactris maraja Mart. (Arecaceae)

Bactris maraja Mart., palmeira nativa da Amazônia, ocorre em solos arenosos tipicamente às margens de lagos e igarapés. Apresenta grande importância ecológica, podendo ser propagada vegetativamente (touceiras) ou através de sementes. A propagação das palmeiras por meio de sementes geralmente apresenta germinação lenta, irregular e em baixa porcentagem. Dessa forma, a pesquisa teve como objetivo estudar os efeitos de diferentes temperaturas, períodos de secagem do pireno e extração da semente e períodos de embebição da semente na germinação. Foram realizados três experimentos: 1) Sementes foram submetidas a dois níveis de beneficiamento (sem remoção e com remoção do endocarpo) e seis diferentes temperaturas (20, 25, 30, 35, 40 e 26-40 ºC); 2) Pirenos foram submetidos a 0, 1, 2, 3, 5, 7, 9, 11 e 15 dias de secagem, em que em cada período foi feita a extração da semente; e 3) Sementes foram submetidas a 0, 1, 2, 3, 4 e 5 dias de embebição. As sementes submetidas à temperatura alternada de 26-40 ºC apresentaram maior porcentagem de germinação (acima de 60%), não diferindo entre os níveis de beneficiamento. A secagem dos pirenos facilitou a extração das sementes. Contudo, a secagem e a extração das sementes reduziram a germinação e o vigor. Assim, o beneficiamento não é recomendado. A embebição das sementes por dois dias favoreceu a porcentagem e a velocidade de germinação.

Modelagem do desempenho da extração de madeira pelo "forwarder"

Compreender como os parâmetros condições operacionais e da floresta influenciam na extração florestal, visa reduzir custos, regularizar a produção e oferecer melhores condições de trabalho. Objetivou-se com o presente trabalho modelar as tendências do ciclo operacional, da produtividade e do custo de produção na extração de madeira com o forwarder, variando o sentido de extração em aclive e declive. O forwarder foi avaliado em relação aos fatores das variáveis de declividade do terreno de até 36º, volume por árvores de 0,132 a 0,423 m³ e da distância de extração de até 500 m. Foi utilizado o estudo dos tempos e movimentos para avaliar o processo produtivo e modelar a produtividade e o custo de produção. Os melhores resultados do ciclo operacional da máquina foram registrados nas menores distâncias, maiores volumes e menores declividade do terreno, o que implicou em maior produtividade e menor custo de produção. A máquina proporcionou maior capacidade de extração de madeira, operando no deslocamento carregado em declive, sendo, em média, 20% maior que em aclive.

Variação de vazão de gotejadores de fluxo normal enterrados na irrigação de café

Este trabalho teve como objetivo obter informações sobre o desempenho de gotejadores enterrados (irrigação subsuperficial), quanto ao aspecto de variação de vazão em função da intrusão radicular da cultura do café. As mudas de café foram irrigadas por sete modelos diferentes de gotejadores de fluxo normal, instalados a duas profundidades (15 e 30 cm da superfície do solo) e em dois níveis de depleção de água no solo (tratamentos úmido e seco). O trabalho foi conduzido em vasos e sob ambiente controlado, utilizando mudas de cafeeiro em estágio inicial de desenvolvimento. Concluiu-se que, até os 120 dias do início do experimento, não houve modelo de emissor que se destacasse quanto à penetração de raízes e, a partir daí, diferenças na suscetibilidade dos modelos foram observadas, podendo-se agrupar os modelos avaliados em função do grau de redução de vazão. Os níveis de irrigação não apresentaram resultados conclusivos até 120 dias do início do experimento, porém, considerando todo o período do experimento, observaram-se evidências de que o sistema radicular é mais agressivo na camada mais profunda de solo (30 cm) e para o tratamento úmido.

Aplicação da análise harmônica por séries de Fourier para a previsão de produtividade da cultura do café no Estado de Minas Gerais

O objetivo deste trabalho foi obter um modelo de previsão de produtividade para a cultura do café, em sete municípios do Estado de Minas Gerais. Submeteram-se à análise harmônica por séries de Fourier, séries de produtividades representativas de cada município, das quais se extraíram os coeficientes até o sétimo harmônico, submetendo-os à regressão linear múltipla nos três primeiros componentes principais de um conjunto de 33 variáveis inerentes à produção cafeeira. Essas variáveis foram médias de 15 anos correspondentes aos mesmos anos das produtividades e subdivididos em quatro períodos trimestrais, ao longo do ciclo produtivo da cultura (julho a junho). O modelo mostrou-se inconsistente, apresentando erros das estimativas bastante discrepantes, evidenciando a complexidade de modelagem de previsão de safras para a cultura do café.

Modelagem de máquina pneumática recolhedora de frutos de café em terreiro usando análise por elementos finitos

Teve-se o objetivo de desenvolver um modelo matemático por meio de análise de elementos finitos, utilizando o programa computacional ANSYS®, versão 5.7, para otimizar o projeto de máquina recolhedora de frutos de café no terreiro. A modelagem da máquina foi realizada com base no levantamento das características aerodinâmicas dos frutos de café e da vazão de ar necessária para o transporte pneumático dos frutos. Foram obtidas, experimentalmente, as pressões estáticas nos dutos da máquina, sendo esses valores comparados com os resultados determinados pelo programa ANSYS, no intuito de validar o modelo. Com base nos resultados numéricos obtidos, concluiu-se que a modelagem desenvolvida apresentou resultados próximos aos determinados experimentalmente, obtendo erro relativo médio nos valores simulados de pressão de 9,2%. Por meio da modelagem, identificaram-se faixas de pressão que dificultariam o transporte pneumático dos frutos de café em alguns pontos da máquina. Esses problemas foram corrigidos e, com isso, o fluxo de ar proporcionado pelo ventilador foi suficiente para succionar os frutos de café no terreiro e transportá-los para dentro do reservatório da máquina. A modelagem desenvolvida atendeu às necessidades propostas no trabalho para o recolhimento dos frutos de café utilizando transporte pneumático eficientemente.

Variação da temperatura e do teor de água do café em secador rotativo usando lenha e GLP como combustíveis

O presente estudo foi realizado no Pólo de Tecnologia em Pós-Colheita de Café, na Universidade Federal de Lavras - MG. Seu objetivo foi estudar a distribuição da temperatura e do teor de água na direção radial do secador rotativo. Para a realização do teste, foram usados, concomitantemente, dois secadores da marca Pinhalense, com capacidade de 5.000 kg cada; em um secador usou-se lenha e no outro GLP, como combustíveis para o aquecimento do ar. A medição da temperatura do ar de secagem e da massa de café foi feita por meio de termopares distribuídos em 18 pontos no secador. As leituras de todas as temperaturas, registradas em um indicador, foram feitas em intervalos de meia hora. A redução do teor de água foi acompanhada em nove pontos na massa de café. Observou-se que os valores da temperatura no plenum apresentaram menor oscilação na secagem quando se usou o GLP. Além disso, independentemente do tipo de combustível, foram observados gradientes máximos de até 25 °C na temperatura e três pontos percentuais no teor de água na direção radial, na seção central do secador, em razão dos maiores valores de pressão estática (637,84 Pa). De maneira geral, independentemente do combustível usado, o gradiente de temperatura observado longitudinalmente na massa de café foi bem menor do que na direção radial.

Remoção de sólidos em suspensão na água residuária da despolpa de frutos do cafeeiro em filtros constituídos por pergaminho de grãos de café submetido a compressões

A remoção de sólidos em suspensão é fundamental para que se possa aplicar a água residuária gerada na despolpa de frutos do cafeeiro (ARC) na fertirrigação de culturas agrícolas. Dentre as opções disponíveis para efetuar a remoção de SS da ARC, está o uso de filtros orgânicos. Este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de avaliar a influência do grau de compressão na redução do volume e na eficiência do pergaminho, utilizado como material filtrante, na remoção de sólidos em suspensão (SS) na ARC. Numa primeira etapa, foram realizados ensaios nos quais corpos-de-prova de pergaminho triturado (retido entre as peneiras de 2,5 e 3 mm) e não-triturado (na condição em que é produzido) foram submetidos a diferentes compressões para a redução do volume das colunas filtrantes em 5; 10; 15; 20; 25 e 28%. Numa segunda etapa, os corpos-de-prova foram utilizados como material filtrante da ARC para a avaliação da sua capacidade de remoção de SS presentes nessa água residuária. O pergaminho triturado ofereceu maior resistência à compressão e proporcionou, para as mesmas reduções volumétricas no material filtrante, maior eficiência na remoção de SS da ARC do que o pergaminho não-triturado. Reduções na faixa de 10% a 15% no volume do filtro constituído por pergaminho triturado foram suficientes para obter satisfatórias eficiências na remoção de SS da ARC, enquanto, para filtros constituídos de pergaminho não-triturado, as reduções de volume devem ser superiores a 25%.

Efeito da irrigação sobre a classificação do café

Foi estudado o efeito da irrigação sobre a classificação do café grão cru, quanto ao tipo, formato do grão e sua granulometria, nas cinco primeiras safras, em lavoura irrigada por pivô- central, aplicando-se cinco lâminas de irrigação em função do balanço entre a evaporação do tanque classe A (ECA) e precipitação (P), além de tratamento-testemunha (não-irrigado). A cultivar plantada foi a Rubi, em março de 1999, no espaçamento de 3,5 m entre linhas e 0,8 m entre plantas. Não foi observado efeito significativo da irrigação sobre os aspectos estudados: tipo (defeitos intrínsecos), formato (grãos chatos e moca) e granulometria dos grãos (peneiras). Contudo, entre as classes de defeito, os grãos verdes e ardidos foram os que apresentaram os maiores percentuais de defeitos para todas as safras estudadas e lâminas aplicadas. No que se refere às classes granulométricas, os tratamentos que receberam lâminas de 60% e 80% da ECA apresentaram os maiores percentuais de café médio (peneiras 15 e 16), 55,6% e 55,3%, respectivamente. O efeito da irrigação sobre a classificação do café grão cru, quanto ao tipo (número de defeitos), apresentou-se mais suscetível devido aos maiores coeficientes de variabilidade (C.V.) obtidos quando comparados a granulometria e o formato dos grãos.

Influência da vibração das hastes e da velocidade de deslocamento da colhedora no processo de colheita mecanizada do café

Hoje, já existem vários estudos sobre a eficiência operacional de colheita mecanizada do café, porém pouco se sabe sobre a influência da vibração das hastes e a velocidade de deslocamento da colhedora nesse processo. Assim, este trabalho teve por objetivo avaliar a influência da vibração das hastes e da velocidade de deslocamento da colhedora no processo de colheita mecanizada do café. O trabalho foi desenvolvido na Fazenda Capetinga, sul de Minas Gerais. Para os ensaios, utilizou-se do delineamento inteiramente casualizado, com quatro repetições, em parcelas aleatórias, contendo, em média, 40 plantas em fileira. Os ensaios foram realizados com duas passadas da colhedora, definidos em função do índice de frutos verdes na planta. A primeira passada foi realizada com média de 30% de verde, e a segunda, com média de 10% de verde. Concluiu-se que, na primeira passada, o volume de café colhido, a desfolha e a eficiência de derriça foram 29,25%, 31,12% e 31,85%, respectivamente, superiores na maior vibração. Na segunda passada, na maior velocidade operacional, o volume de café caído no chão variou 61,2% em relação à menor velocidade, e a redução no volume colhido e na eficiência de colheita variou de14,28% da menor para a maior velocidade operacional.

Desempenho de bomba centrífuga operando com água residuária do processamento do café

Este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de avaliar o desempenho de bomba centrífuga no recalque de águas residuárias provenientes do processamento do café, especificamente do descascamento e da demucilagem. Montou-se uma bancada, composta por caixas d'água, tubulações, válvulas, medidores de vazão e de pressão, e uma motobomba para a realização dos ensaios. Esses consistiram em aberturas parciais do registro, na saída da bomba, e medições da vazão e da pressão desenvolvida, e da energia consumida. Tais procedimentos foram realizados, primeiro, utilizando água pura, e depois com águas residuárias, em suas concentrações originais e com diversos graus de diluições. Os ensaios mostraram quedas acentuadas de altura manométrica e de rendimento, e aumento da potência demandada com a vazão recalcada de água residuária em comparação ao desempenho da mesma bomba operando com água limpa; a diluição das águas residuárias promoveu melhor desempenho da bomba em relação àquela com concentração original.

Tratamento anaeróbio de águas residuárias do beneficiamento de café por via úmida em reatores UASB em dois estágios

Neste trabalho, avaliou-se a eficiência do tratamento de águas residuárias do beneficiamento de café por via úmida em reatores anaeróbios de fluxo ascendente com manta de lodo (UASB), em dois estágios, em escala de bancada, submetidos a tempos de detenção hidráulica (TDH) de 4,0; 5,2 e 6,2 dias e cargas orgânicas volumétricas (COV) de 5,8; 3,0 e 3,6 g DQO total (L d)-1, no primeiro reator (R1), e TDH de 2,0; 2,6 e 3,1 dias e COV de 5,8; 0,5 e 0,4 g DQO total (L d)-1, no segundo reator (R2). Os valores médios de DQO do afluente variaram de 15.440 a 23.040 mg O2 L-1. As eficiências médias de remoção de DQO total e SST foram de 66 a 98% e de 93 a 97%, respectivamente, nos reatores UASB, em dois estágios. O teor médio de metano no biogás variou de 69 a 89%, no reator R1, e de 52 a 73%, no reator R2. A produção volumétrica máxima de metano de 0,708 L CH4 (L reator d)-1 foi obtida com COV de 3,6 g DQO (Ld)-1 e TDH de 6,2 d, no reator R1. Os valores médios de pH variaram de 4,7 a 7,7 e de 4,9 a 8,0 nos efluentes dos reatores R1 e R2, respectivamente. As concentrações de ácidos voláteis totais nos efluentes mantiveram-se estáveis com valores inferiores a 100 mg L-1, com TDH de 5,2 e 6,2 dias, no reator R1, e TDH de 2,6 e 3,1 dias, no reator R2. As concentrações médias de fenóis totais no afluente variaram de 80 a 97 mg L-1 e as eficiências médias de remoção nos reatores UASB, em dois estágios, foram de 72 a 90%.

Desenvolvimento de equipamento motorizado para aplicação líquida de produtos fitossanitários na cultura do café

O trabalho teve como objetivo desenvolver um protótipo aplicador de líquidos na superfície do solo para cafezais localizados em regiões de topografia acidentada ou cultivados em sistema de plantio adensado. O protótipo do aplicador construído é um trator de rabiças acionado por um motor de dois tempos a gasolina, de 2,61 kW (3,5 cv), com duas rodas motrizes com bitola de 0,60 m e uma terceira roda direcional, equipado com sistema de pulverização dotado de depósito de 40 L, bomba centrífuga, filtros de linha, regulador de pressão, manômetro, mangueiras, válvulas e suporte de bicos. Para avaliar a eficiência do protótipo, foram instalados dois experimentos de campo em São Sebastião do Paraíso - MG (2003 e 2004), onde foram aplicados inseticidas sistêmicos para o controle da cigarra. Os métodos de aplicação avaliados foram: aplicação em faixa, filete, "drench" contínuo e "drench" intermitente. O protótipo aplicador de líquidos à superfície do solo atendeu aos objetivos propostos, visto que conseguiu realizar o controle químico de cigarras com destaque para a aplicação em "drench" contínuo. O protótipo, se equipado para aplicar simultaneamente nos dois lados da planta, apresentará capacidade de campo operacional semelhante à do equipamento tratorizado.

Efeitos de águas residuárias de café no crescimento vegetativo de cafeeiros em seu primeiro ano

Ao utilizar o solo como forma de tratamento e de disposição final de águas residuárias de café (ARC) e essa como fonte de água e de nutrientes para os cafeeiros, solucionam-se problemas ambientais e diminuem-se os custos de produção para o cafeicultor. Este trabalho teve por objetivo avaliar os efeitos de diferentes doses de potássio aplicadas via ARC no crescimento vegetativo de cafeeiros (Coffea arabica L.), Catuaí' e Catucaí', em seu primeiro ano, bem como o incremento de potássio e a condutividade elétrica na solução do solo. O estudo foi desenvolvido em casa de vegetação do Departamento de Engenharia, na Universidade Federal de Lavras, no município de Lavras - MG. Os tratamentos foram definidos por diferentes doses de potássio (K+): 30 mg L-1; 65 mg L-1; 100 mg L-1; 135 mg L-1, aplicadas via ARC, e pela testemunha (água de irrigação e adubação convencional). ARC com concentrações até 135 mg L-1 de potássio contribui para o crescimento vegetativo do cafeeiro, especificamente, altura de planta e diâmetro do ramo ortotrópico, mostrando-se igualmente, ou melhor, que a água de irrigação e potássio por meio da adubação convencional. Além disso, o aumento na concentração de potássio do solo em todos os tratamentos não foi suficiente para aumentar a condutividade elétrica em níveis que possam afetar o crescimento da planta, no período avaliado.