1st and 2nd Generation Ethanol from Biomass Crops

In chapter 1 and 2 calcium hydroxide as impregnation agent before steam explosion of sugarcane bagasse and switchgrass, respectively, was compared with auto-hydrolysis, assessing the effects on enzymatic hydrolysis and simultaneous saccharification and fermentation (SSF) at high solid concentration of pretreated solid fraction. In addition, anaerobic digestion of pretreated liquid fraction was carried out, in order to appraise the effectiveness of calcium hydroxide before steam explosion in a more comprehensive way. In As water is an expensive input in both cultivation of biomass crops and subsequent pretreatment, Chapter 3 addressed the effects of variable soil moisture on biomass growth and composition of biomass sorghum. Moreover, the effect of water stress was related to the characteristics of stem juice for 1st generation ethanol and structural carbohydrates for 2nd generation ethanol. In the frame of chapter 1, calcium hydroxide was proven to be a suitable catalyst for sugarcane bagasse before steam explosion, in order to enhance fibre deconstruction. In chapter 2, effect of calcium hydroxide on switchgrass showed a great potential when ethanol was focused, whereas acid addition produced higher methane yield. Regarding chapter 3, during crop cycle the amount of cellulose, hemicellulose and AIL changed causing a decrease of 2G ethanol amount. Biomass physical and chemical properties involved a lower glucose yield and concentration at the end of enzymatic hydrolysis and, consequently, a lower 2G ethanol concentration at the end of simultaneous saccharification and fermentation, proving that there is strong relationship between structure, chemical composition, and fermentable sugar yield. The significantly higher concentration of ethanol at the early crop stage could be an important incentive to consider biomass sorghum as second crop in the season, to be introduced into some agricultural systems, potentially benefiting farmers and, above all, avoiding the exacerbation of the debate about fuel vs food crops.

Direct And Non-destructive Proof Of Authenticity For The 2nd Generation Of Brazilian Real Banknotes Via Easy Ambient Sonic Spray Ionization Mass Spectrometry.

Using a desorption/ionization technique, easy ambient sonic-spray ionization coupled to mass spectrometry (EASI-MS), documents related to the 2nd generation of Brazilian Real currency (R$) were screened in the positive ion mode for authenticity based on chemical profiles obtained directly from the banknote surface. Characteristic profiles were observed for authentic, seized suspect counterfeit and counterfeited homemade banknotes from inkjet and laserjet printers. The chemicals in the authentic banknotes' surface were detected via a few minor sets of ions, namely from the plasticizers bis(2-ethylhexyl)phthalate (DEHP) and dibutyl phthalate (DBP), most likely related to the official offset printing process, and other common quaternary ammonium cations, presenting a similar chemical profile to 1st-generation R$. The seized suspect counterfeit banknotes, however, displayed abundant diagnostic ions in the m/z 400-800 range due to the presence of oligomers. High-accuracy FT-ICR MS analysis enabled molecular formula assignment for each ion. The ions were separated by 44 m/z, which enabled their characterization as Surfynol® 4XX (S4XX, XX=40, 65, and 85), wherein increasing XX values indicate increasing amounts of ethoxylation on a backbone of 2,4,7,9-tetramethyl-5-decyne-4,7-diol (Surfynol® 104). Sodiated triethylene glycol monobutyl ether (TBG) of m/z 229 (C10H22O4Na) was also identified in the seized counterfeit banknotes via EASI(+) FT-ICR MS. Surfynol® and TBG are constituents of inks used for inkjet printing.

Use of sorghum straw (Sorghum bicolor) for second generation ethanol production: pretreatment and enzymatic hydrolysis

Agronomic biomass yields of forage sorghum BRS 655 presented similar results to other energy crops, producing 9 to 12.6 tons/ha (dry mass) of sorghum straw. The objective of this study was to evaluate the lignocellulosic part of this cultivar in terms of its potential in the different unit processes in the production of cellulosic ethanol, measuring the effects of pretreatment and enzymatic hydrolysis. Three types of pre-treatments for two reaction times were conducted to evaluate the characteristics of the pulp for subsequent saccharification. The pulp pretreated by alkali, and by acid followed by delignification, attained hydrolysis rates of over 90%.

The potential for first-generation ethanol production from sugarcane

Ethanol production from sugarcane, mainly in Brazil, on the basis of first-generation technology (22.5 billion liters, in 2007/2008 season, in 3.4 million hectares) replaces 1% of the gasoline used in the world today and is highly competitive in economic terms with ethanol produced from other crops in the USA and Europe. In this paper we discuss the potential for sugarcane ethanol expansion from two angles: (1) productivity gains which would allow greater production in the same area and (2) geographical expansion to larger areas. The potential of first-generation technology for the production of ethanol from sugarcane is far from being exhausted. There are gains in productivity of approximately a factor of two from genetically modified varieties and a geographical expansion by a factor of ten of the present level of production in many sugar-producing countries. The replacement of 10% of the gasoline used in the world by ethanol from sugarcane seems possible before second-generation technology reaches technological maturity and possibly economic competitiveness. (C) 2009 Society of Chemical Industry and John Wiley & Sons, Ltd

Pesquisa orientada a resultado : proposta de um método estruturado para disponibilizar uma nova tecnologia para o mercado : um caso aplicado ao projeto etanol de 2ª geração

Esta dissertação de mestrado teve como objetivo principal propor um método estruturado suportado for ferramentas gerenciais que permitisse orientar e sistematizar o desenvolvimento de um projeto de pesquisa na disponibilização de uma nova tecnologia para o mercado. O “Projeto Etanol de 2ª Geração”, etanol produzido a partir de biomassas lignocelulósicas, aqui selecionado para estudo de caso, foi extraído da carteira de projetos do Centro de Tecnologia Canavieira (CTC). O método estruturado sugerido é constituído, fundamentalmente, por oito requisitos arranjados de forma cronológica ao longo do desenvolvimento do projeto, que visam auxiliar na prospecção, entendimento, avaliação, valoração, priorização, planejamento e implantação de, por exemplo, uma tecnologia inovadora, otimizando tempo, capital e recursos humanos aplicados. Um dos principais pontos do método proposto refere-se à escolha adequada das ferramentas gerenciais a serem utilizadas em cada requisito (brainstorm, análise de patentes, painel de especialistas, análise SWOT, dentre outras). O êxito na aplicação do método requer o entendimento de todos os (potenciais) efeitos, inclusive os colaterais, no processo como um todo. Ou seja, uma vez que toda ferramenta gerencial apresenta pontos fortes e fracos, o importante é adaptá-las ao sistema de negócio e não vice-versa. A partir do gerenciamento do projeto por um gestor com domínio das ferramentas gerenciais, a escolha destas ocorre de forma dinâmica, onde a cada passo de avaliação novas ferramentas (simples e/ou complexas) podem ser incluídas ou excluídas da matriz do método. Neste trabalho ficou demonstrada a importância de se trabalhar com métodos estruturados e flexíveis, que permitem retroalimentação de informações geradas internamente durante o desenvolvimento da pesquisa ou advindas de fontes externas. O projeto Etanol de 2ª Geração do CTC vem aplicando o método proposto em seu desenvolvimento e obtendo grande êxito em seus resultados, uma vez que a equipe envolvida permanece focada no objetivo principal, obedecendo prazos e recursos inicialmente definidos, com constância do propósito do projeto, sem retrocesso ou recomeço.

Avaliação da influência de surfactantes químico e biológico na hidrólise enzimática de casca de coco verde após pré-tratamento ácido/alcalino e com peróxido de hidrogênio alcalino

In Brazil many types of bioproducts and agroindustrial waste are generated currently, such as cacashew apple bagasse and coconut husk, for example. The final disposal of these wastes causes serious environmental issues. In this sense, waste lignocellulosic content, as the shell of the coconut is a renewable and abundant raw material in which its use has an increased interest mainly for the 2nd generation ethanol production. The hydrolysis of cellulose to reducing sugars such as glucose and xylose is catalysed by a group of enzymes called cellulases. However, the main bottleneck in the enzymatic hydrolysis of cellulose is the significant deactivation of the enzyme that shows irreversible adsorption mechanism leading to reduction of the cellulose adsorption onto cellulose. Studies have shown that the use of surfactants can modify the surface property of the cellulose therefore minimizing the irreversible binding. The main objective of the present study was to evaluate the influence of chemical and biological surfactants during the hydrolysis of coconut husk which was subjected to two pre-treatment in order to improve the accessibility of the enzymes to the cellulose, removing this way, part of the lignin and hemicellulose present in the structure of the material. The pre-treatments applied to coconut bagasse were: Acid/Alkaline using 0.6M H2SO4 followed by 1M NaOH, and the one with Alkaline Hydrogen Peroxide at a concentration of 7.35% (v/v) and pH 11.5. Both the material no treatment and pretreated were characterized using analysis of diffraction X-ray (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM) and methods established by NREL. The influence of both surfactants, chemical and biological, was used at concentrations below the critical micelle concentration (CMC), and the concentrations equal to the CMC. The application of pre-treatment with coconut residue was efficient for the conversion to glucose, as well as for the production of total reducing sugars, it was possible to observe that the pretreatment fragmented the structure as well as disordered the fibers. Regarding XRD analysis, a significant increase in crystallinity index was observed for pretreated bagasse acid/alkali (51.1%) compared to the no treatment (31.7%), while that for that treated with PHA, the crystallinity index was slightly lower, around 29%. In terms of total reducing sugars it was not possible to observe a significant difference between the hydrolysis carried out without the use of surfactant compared to the addition of Triton and rhamnolipid. However, by observing the conversions achieved during the hydrolysis, it was noted that the best conversion was using the rhamnolipíd for the husk pretreated with acid/alkali, reaching a value of 33%, whereas using Triton the higher conversion was 23.8%. The coconut husk is a residue which can present a high potential to the 2nd generation ethanol production, being the rhamonolipid a very efficient biosurfactant for use as an adjuvant in the enzymatic process in order to act on the material structure reducing its recalcitrance and therefore improving the conditions of access for enzymes to the substrate increasing thus the conversion of cellulose to glucose.

Avaliação da influência de surfactantes químico e biológico na hidrólise enzimática de casca de coco verde após pré-tratamento ácido/alcalino e com peróxido de hidrogênio alcalino

In Brazil many types of bioproducts and agroindustrial waste are generated currently, such as cacashew apple bagasse and coconut husk, for example. The final disposal of these wastes causes serious environmental issues. In this sense, waste lignocellulosic content, as the shell of the coconut is a renewable and abundant raw material in which its use has an increased interest mainly for the 2nd generation ethanol production. The hydrolysis of cellulose to reducing sugars such as glucose and xylose is catalysed by a group of enzymes called cellulases. However, the main bottleneck in the enzymatic hydrolysis of cellulose is the significant deactivation of the enzyme that shows irreversible adsorption mechanism leading to reduction of the cellulose adsorption onto cellulose. Studies have shown that the use of surfactants can modify the surface property of the cellulose therefore minimizing the irreversible binding. The main objective of the present study was to evaluate the influence of chemical and biological surfactants during the hydrolysis of coconut husk which was subjected to two pre-treatment in order to improve the accessibility of the enzymes to the cellulose, removing this way, part of the lignin and hemicellulose present in the structure of the material. The pre-treatments applied to coconut bagasse were: Acid/Alkaline using 0.6M H2SO4 followed by 1M NaOH, and the one with Alkaline Hydrogen Peroxide at a concentration of 7.35% (v/v) and pH 11.5. Both the material no treatment and pretreated were characterized using analysis of diffraction X-ray (XRD), Scanning Electron Microscopy (SEM) and methods established by NREL. The influence of both surfactants, chemical and biological, was used at concentrations below the critical micelle concentration (CMC), and the concentrations equal to the CMC. The application of pre-treatment with coconut residue was efficient for the conversion to glucose, as well as for the production of total reducing sugars, it was possible to observe that the pretreatment fragmented the structure as well as disordered the fibers. Regarding XRD analysis, a significant increase in crystallinity index was observed for pretreated bagasse acid/alkali (51.1%) compared to the no treatment (31.7%), while that for that treated with PHA, the crystallinity index was slightly lower, around 29%. In terms of total reducing sugars it was not possible to observe a significant difference between the hydrolysis carried out without the use of surfactant compared to the addition of Triton and rhamnolipid. However, by observing the conversions achieved during the hydrolysis, it was noted that the best conversion was using the rhamnolipíd for the husk pretreated with acid/alkali, reaching a value of 33%, whereas using Triton the higher conversion was 23.8%. The coconut husk is a residue which can present a high potential to the 2nd generation ethanol production, being the rhamonolipid a very efficient biosurfactant for use as an adjuvant in the enzymatic process in order to act on the material structure reducing its recalcitrance and therefore improving the conditions of access for enzymes to the substrate increasing thus the conversion of cellulose to glucose.

Long-term Prospects For The Environmental Profile Of Advanced Sugar Cane Ethanol.

This work assessed the environmental impacts of the production and use of 1 MJ of hydrous ethanol (E100) in Brazil in prospective scenarios (2020-2030), considering the deployment of technologies currently under development and better agricultural practices. The life cycle assessment technique was employed using the CML method for the life cycle impact assessment and the Monte Carlo method for the uncertainty analysis. Abiotic depletion, global warming, human toxicity, ecotoxicity, photochemical oxidation, acidification, and eutrophication were the environmental impacts categories analyzed. Results indicate that the proposed improvements (especially no-til farming-scenarios s2 and s4) would lead to environmental benefits in prospective scenarios compared to the current ethanol production (scenario s0). Combined first and second generation ethanol production (scenarios s3 and s4) would require less agricultural land but would not perform better than the projected first generation ethanol, although the uncertainties are relatively high. The best use of 1 ha of sugar cane was also assessed, considering the displacement of the conventional products by ethanol and electricity. No-til practices combined with the production of first generation ethanol and electricity (scenario s2) would lead to the largest mitigation effects for global warming and abiotic depletion. For the remaining categories, emissions would not be mitigated with the utilization of the sugar cane products. However, this conclusion is sensitive to the displaced electricity sources.

Co-evolução dos componentes do marco institucional e das trajetórias de acumulação de capacidades tecnológicas no setor de agro-energia (etanol) no Brasil (1970-2009)

Esta dissertação centra-se no exame da evolução dos componentes do marco institucional em associação com as trajetórias de acumulação de capacidades tecnológicas de produção e inovação em setores à base de recursos naturais em economias emergentes. Esse relacionamento é examinado no setor de etanol brasileiro, no período entre 1970 e 2009. O marco institucional é operacionalizado à base das macro-instituições (os regimes complexos constituídos por políticas públicas), meso-instituições (as relações políticas e estruturas burocráticas) e as instituições baseadas em conhecimento (os institutos de pesquisa e as universidades). As trajetórias de acumulação de capacidades tecnológicas são examinadas à base de níveis de inovação. A dissertação baseia-se em um estudo de caso em nível setorial. Além disso, o estudo baseia-se em evidências obtidas a partir de fontes diversas, em nível de indústria, em documentos governamentais e também em evidências secundárias em nível de empresa. Os principais resultados desta dissertação são os seguintes: (1) O setor de etanol atingiu níveis inovadores de capacidade tecnológica nas duas funções analisadas. Numa escala de 1 a 5, o setor adquiriu, durante o 1º período (1970-1989), capacidades tecnológicas industriais (produto e processo) no Nível 3 e, durante o 2º período (1990-2009), o setor de etanol acumulou capacidades tecnológicas industriais no Nível 5. No tocante à acumulação de capacidades tecnológicas na área agrícola (matéria-prima), durante o 1º período, o setor adquiriu capacidades tecnológicas no Nível 4 e apenas no período seguinte atingiu o Nível 5. (2) As instituições desempenharam um papel relevante sobre as trajetórias de acumulação de capacidades tecnológicas no setor de etanol brasileiro. Entre elas destaca-se às atividades de P&D desenvolvidas em instituições baseadas em conhecimento, que acumularam capacidades tecnológicas de produção e inovação, compartilhadas com as empresas. (3) Entretanto, o estudo aponta para algumas vulnerabilidades do setor de etanol brasileiro no que se refere a sua capacidade de sustentar o seu desempenho inovador. Entre elas destaca-se: (1) grande parte das atividades inovadoras em nível de P&D é realizada a base de arranjos externos, com pouco esforço de atividades realizadas a partir das empresas; (2) apesar do enorme esforço governamental para desenvolver o setor, esse está direcionado (locked-in) à trajetória de acumulação de capacidades tecnológicas de etanol de 1ª geração; (3) os componentes do marco institucional incentivaram as atividades de pesquisa em universidades e institutos de pesquisa, em nível de bancada, que resultaram em invenções e projetos experimentais; (4) as condições favoráveis de mercado, a grande disponibilidade de cana-de-açúcar e a flexibilidade de produção de etanol/álcool contribuíram para a acomodação do setor de etanol, ou seja, parece haver uma zona de conforto no setor. Desta forma, as evidências alertam sobre a necessidade de investimentos em atividades inovadoras de P&D dentro das empresas (foco em inovações, riqueza e na diversificação para outros setores). Portanto, os resultados desta dissertação permitem apontar sugestões para gestores governamentais. As novas políticas públicas podem: (1) redirecionar as estratégias de acumulação de capacidades tecnológicas inovadoras, fortemente focadas na sustentação das trajetórias de acumulação de capacidades tecnológicas para produzir etanol de 1ª geração; (2) impulsionar a acumulação de capacidades tecnológicas de produção e inovação na trajetória emergente para produzir etanol de 2ª geração, atualmente em nível experimental e largamente desenvolvida dentro das instituições baseadas em conhecimento, e para diversificar os produtos para novos setores e linhas de negócio. Os resultados desta dissertação também sugerem aos gestores de empresas no setor brasileiro de etanol: (1) reformular as estratégias empresariais com a finalidade de expandir as atividades inovadoras dentro das empresas do setor de etanol, que poderão resultar na criação de inovações em escala industrial; (2) as empresas do setor de etanol deveriam assumir um comportamento proativo com a finalidade de coordenar os esforços de P&D em direção aos problemas e desafios futuros a serem enfrentados pelo setor brasileiro de etanol.

Brazil and the USA: rethinking the future of ethanol for stronger mutual wns

A produção de etanol e a dominação da indústria, historicamente, tem sido uma fonte de discórdia para seus dois principais produtores. Os EUA com seu etanol de milho e o Brasil com sua etanol de cana, são os dois maiores produtores mundiais de etanol (1º EUA; 2º Brasil) e tem competido pela participação de mercado mundial há décadas. A partir de Dezembro de 2011, os EUA levantaram as tarifas e os subsídios que foram instalados para proteger sua indústria de etanol, o que muda o campo de jogo da produção mundial de etanol para o futuro. Atualmente em todo o mundo, o etanol é usado em uma proporção muito menor comparativamente a outros combustíveis. Esta pesquisa analisa o nível potencial de colaboração entre os EUA e o Brasil, facilitando um diálogo entre os stakeholders em etanol. A pesquisa consiste principalmente de conversas e entrevistas, com base em um conjunto de perguntas destinadas a inspirar conversas detalhadas e expansivas sobre os temas de relações Brasil-EUA e etanol. Esta pesquisa mostra que o etanol celulósico, que é também conhecido como etanol de segunda geração, oferece mais oportunidades de parceria entre os EUA e o Brasil, como há mais oportunidades para pesquisa e desenvolvimento em conjunto e transferência de tecnologia nesta área. Enquanto o etanol de cana no Brasil ainda é uma indústria próspera e crescente, o milho e a cana são muito diferentes geneticamente para aplicar as mesmas inovações exatas de um etanol de primeira geração, por outro. As semelhanças entre os processos de fermentação e destilação entre as matérias-primas utilizadas nos EUA e no Brasil para o etanol de segunda geração torna o investimento conjunto nesta área mais sensível. De segunda geração é uma resposta para a questão "alimentos versus combustíveis". Esta pesquisa aplica o modelo de co-opetição como um quadro de parceria entre os EUA e o Brasil em etanol celulósico. A pesquisa mostra que enquanto o etanol pode não ser um forte concorrente com o petróleo no futuro imediato, ele tem melhores perspectivas de ser desenvolvido como um complemento ao petróleo, em vez de um substituto. Como os EUA e o Brasil tem culturas de misturar etanol com petróleo, algo da estrutura para isso já está em vigor, a relação de complementaridade seria fortalecido através de uma política de governo clara e de longo prazo. A pesquisa sugere que apenas através desta colaboração, com toda a partilha de conhecimentos técnicos e estratégias econômicas e de desenvolvimento, o etanol celulósico será um commodity negociado mundialmente e uma alternativa viável a outros combustíveis. As entrevistas com os interessados em que esta pesquisa se baseia foram feitas ao longo de 2012. Como a indústria de etanol é muito dinâmica, certos eventos podem ter ocorrido desde esse tempo para modificar ou melhorar alguns dos argumentos apresentados.

Advances and Developments in Strategies to Improve Strains of Saccharomyces cerevisiae and Processes to Obtain the Lignocellulosic Ethanol-A Review

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Evaluation of Rice Bran Extract as a Nitrogen Source for Improved Hemicellulosic Ethanol Production from Sugarcane Bagasse by New Xylose-Fermenting Yeast Strains Isolated from Brazilian Forests

Xylose is the main sugar in hemicellulosic hydrolysates and its fermentation into ethanol by microorganisms is influenced by nutritional factors, such as nitrogen source, vitamins and other elements. Rice bran extract (RBE) is an inexpensive nitrogen source primarily consisting of high amount of protein. This study evaluates the potential of RBE as a nitrogen source for the hemicellulosic ethanol production from sugarcane bagasse dilute acid hydrolysate by novel yeast strains Scheffersomyces shehatae (syn. Candida shehatae) CG8-8BY and Spathaspora arborariae UFMG-HM19.1A, isolated from Brazilian forests. Two different media formulations were used for inoculum preparation and production medium, using yeast extract and RBE as nitrogen sources. S. shehatae CG8-8BY showed ethanol production of 17.0 g/l with the ethanol yield (0.33 g/g) and fermentation efficiency (64 %) from medium supplemented with RBE. On the other hand, S. arborariae presented 5.4 g/l of ethanol production with ethanol yield (0.14 g/g) and fermentation efficiency (21 %) in a fermentation medium supplemented with RBE. Appropriate media formulation is an important parameter to increase the productivity of bioconversion process and RBE proved to be an efficient and inexpensive nitrogen source to supplement sugarcane bagasse hemicellulosic hydrolysate for second generation ethanol production. © 2013 Society for Sugar Research & Promotion.

Fermentation medium and oxygen transfer conditions that maximize the xylose conversion to ethanol by Pichia stipitis

The xylose conversion to ethanol by Pichia stipitis was studied. In a first step, the necessity of supplementing the fermentation medium with urea. MgSO(4) x 7H(2)O, and/or yeast extract was evaluated through a 2(3) full factorial design. The simultaneous addition of these three nutritional sources to the fermentation medium, in concentrations of 2.3, 1.0, and 3.0 g/l, respectively, showed to be important to improve the ethanol production in detriment of the substrate conversion to cell. In a second stage, fermentation assays performed in a bioreactor under different K(L)a (volumetric oxygen transfer coefficient) conditions made possible understanding the influence of the oxygen transfer on yeast performance, as well as to define the most suitable range of values for an efficient ethanol production. The most promising region to perform this bioconversion process was found to be between 2.3 and 4.9 h(-1), since it promoted the highest ethanol production results with practically exhaustion of the xylose from the medium. These findings contribute for the development of an economical and efficient technology for large scale production of second generation ethanol. (C) 2011 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Produção de biomassa e eficiência no uso da água para oito variedades de cana-de-açúcar irrigadas por gotejamento em dois ciclos de cultivo

A irrigação quando bem manejada, pode minimizar os riscos econômicos da atividade sucroalcooleira, particularmente em safras com presença de instabilidade climática onde a restrição hídrica, promovida pela diminuição no volume de chuvas, pode reduzir a produtividade dos canaviais. Dentre as ferramentas disponíveis para a gestão eficiente da água na agricultura irrigada, a técnica de irrigação sob déficit pode se tornar uma escolha acertada para a cana-de-açúcar, desde que sejam identificadas as fases fenológicas e épocas de cultivo onde a limitação da oferta de água não implique em reduções antieconômicas no rendimento da cultura. Diante disso, a hipótese que norteia essa pesquisa, é a de que existe uma estratégia de irrigação sob déficit, que associada a uma variedade com características específicas, possibilite a expressão de indicadores de produtividade tão satisfatórios quanto os obtidos em condições de irrigação plena. Nessa linha, os objetivos da pesquisa envolveram o estudo da dinâmica foliar, acúmulo e particionamento de biomassa e ainda, índices de produtividade da água para biomassa, açúcar e etanol de 1ª e 2ª geração de oito variedade de cana-de-açúcar, submetidas a diferentes condições de disponibilidade hídrica no solo em dois ciclos de cultivo (cana-planta e cana-soca). A pesquisa foi realizada na Escola Superior de Agricultura \"Luiz de Queiroz\", em Piracicaba/SP, onde foram estudados os dois primeiros ciclos de cultivo da cana-de-açúcar, sendo estes abordados nesta tese como Experimento 1 (cana-planta) e Experimento 2 (cana-soca). O delineamento experimental adotado para ambos os ciclos foi o de blocos casualizados, com três blocos completos. Os tratamentos foram compostos por três fatores em esquema de parcelas sub-subdivididas. Estas parcelas foram formadas por duas plantas (touceiras) alocadas em um vaso com aproximadamente 330 litros de solo. No Experimento 1, foram estudados três fatores, sendo o primeiro e segundo com quatro níveis e o terceiro com oito (4x4x8), totalizando assim 128 tratamentos, sendo eles: quatro níveis de irrigação ao longo do ciclo (125, 100, 75 e 50% da ETc); oito variedades comerciais de cana-de-açúcar e quatro procedimentos de maturação, impostos por meio de variações na intensidade do déficit hídrico aplicado. Para o Experimento 2, substitui-se o fator Maturação por Épocas de Corte, o qual consistiu em colheitas de um quarto do experimento a cada 90 dias. Os resultados encontrados apontaram que a área foliar responde positivamente a maior disponibilidade hídrica no solo, tendo sido verificado uma relação proporcional entre estes. Quanto ao acúmulo de biomassa, verificou-se que para as oito variedades estudadas houve incremento de biomassa a medida em que se aumentou o volume de água disponibilizado às variedades. No tocante ao particionamento, as folhas foram os drenos principais de fotoassimilados da planta até os 100 dias de cultivo, sendo que após este período, os colmos ocuparam o lugar de dreno preferencial. Os indicadores de produtividade da água apresentaram diferenças significativas para o fator lâmina, o que indica a existência de cultivares de cana-de-açúcar mais eficientes no uso da água. Por fim, observou-se que a produtividade da água para etanol total apresentou valores expressivos, com média para essa variável igual a 1,81 L m-3, o que denota o potencial de rendimento de etanol (1G + 2G) a partir da cana-de-açúcar quando é adotado o aproveitamento integral das plantas.

Chiral gold(I) vs chiral silver complexes as catalysts for the enantioselective synthesis of the second generation GSK-hepatitis C virus inhibitor

The synthesis of a GSK 2nd generation inhibitor of the hepatitis C virus, by enantioselective 1,3-dipolar cycloaddition between a leucine derived iminoester and tert-butyl acrylate, was studied. The comparison between silver(I) and gold(I) catalysts in this reaction was established by working with chiral phosphoramidites or with chiral BINAP. The best reaction conditions were used for the total synthesis of the hepatitis C virus inhibitor by a four step procedure affording this product in 99% ee and in 63% overall yield. The origin of the enantioselectivity of the chiral gold(I) catalyst was justified according to DFT calculations, the stabilizing coulombic interaction between the nitrogen atom of the thiazole moiety and one of the gold atoms being crucial.