Avaliação da auto-suficiência energética em reatores anaeróbios aplicados ao tratamento de resíduos da indústria de produção do etanol

Ethanol, the main automotive biofuel, has its production based on the fermentation of sugars found in biological materials and on the distillation of the alcoholic media formed during the fermentative process. Stillage is the main residue from ethanol production, containing a high organic loading in addition to acidic and corrosive characteristics. Considering the available technologies to treat stillage, we highlight anaerobic digestion, which allows the reduction of the impacts associated to pollutants loading of this effluent and the generation of energy from the methane gas produced in the process. Based on the high treatment efficiency usually associated to the anaerobic process, this work aimed to assess whether anaerobic systems applied to the treatment of stillage are energetically self-sufficient. First we evaluated the energy recovery capacity in an anaerobic reactor applied to the treatment of stillage resulting from corn-to-ethanol processing. The results indicated the great influence that a correct selection of electrical equipment and their respective operating periods have on the net energy balance of the anaerobic treatment. The high energy consumption of the heater would not allow the system to achieve a positive net energy balance – the maximum energy recovery would reach only 0.68% of the consumption. However, the replacement of the mixture equipment would result in energy gains ranging from 8.5 to 967.9% of the consumption. In this work we also assessed the efficiency of methane yields for a few studies and the correlation between some parameters of the anaerobic process. With respect to the methane yield, we noted that mesophilic systems tend to be more advantageous than the thermophilic ones (efficiency of 76.45 ± 22.51% vs. 69.40 ± 30.36%). Considering the study... (Complete abstract click electronic access below)

Desenvolvimento de vasos digestores de amostra para microondas doméstico

The application of microwave radiation on the sample preparation has been expanding increasingly in areas involving decomposition by wet and dry roads, fusion, extraction, acceleration of chemical reactions, for example. Currently, the use of microwave ovens for analytical purposes are recognized for having excellent performance for organic and inorganic samples. In the international market there are several kinds of microwaves oven which adapt the varied purposes, however yet with elevated prices which incapacitate your use as routine equipment in laboratory. Thus, many researchers have been choosing for developing own projects of microwaves oven production or to use domestic oven for the laboratory, with or without adaptations. For the evaluation of the proposed method was used in the Kjeldahl methodology for determining total nitrogen in samples of crude protein, using a domestic microwave oven and a digester pot made up in TeflonTM and distillation by steam. Were made to adapt and characterization of a domestic microwave oven, the confeccion vessel digester and the metal support for the vessel. The accuracy of the proposed method was confirmed by comparison of two methods, the standard method for conventional heating and by the proposed method, with heating by microwave radiation through the calculated values of relative standard deviation analysis

Cachaça tradicional e bidestilada: aceitação e perfis sensoriais

O mercado da cachaça, bebida tipicamente brasileira, vem crescendo muito no Brasil e no mundo. Porém, apesar do grande volume de produção, nosso país ainda exporta uma quantidade muito pequena do produto, cerca de 1%. Visando atingir o mercado internacional, e também atender às crescentes exigências do mercado interno, é ainda necessária uma melhor padronização dessa bebida, além da obtenção de um produto com boas características físico-químicas e sensoriais. O principal objetivo deste trabalho foi realizar estudos, visando avaliar o efeito do processo de bidestilação e do envelhecimento, na padronização e na qualidade sensorial, da cachaça comparando-se a aceitação de amostras de cachaça obtidas tradicionalmente, por bidestilação e também envelhecidas. Assim, foram produzidas oito amostras de cachaça, por destilação simples e utilizando-se o processo de bidestilação, em alambiques de cobre, a partir do mesmo vinho de cana, e então envelhecidas em tonéis de carvalho durante seis meses. As referidas amostras foram submetidas a testes de aceitação sensorial utilizando-se sessenta provadores e os resultados obtidos, mostraram que a bidestilação produz uma aguardente mais padronizada e ainda que sua aceitação, aumenta de forma mais acentuada durante o processo de envelhecimento

Avaliação térmica e estrutural do bagaço de cana de açúcar pré-tratado com ozônio, ultrassom e micro-ondas para produção de etanol celulósico por hidrólise enzimática

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

Uso da espectroscopia do infravermelho próximo (NIR) como método não destrutivo para a discriminação de aguardentes de cana-de-açúcar produzidas no Estado de São Paulo e Minas Gerais, e predição do teor de etanol

Pós-graduação em Alimentos e Nutrição - FCFAR

Baccharis dracunculifolia DC. (Asteraceae): composição do óleo essencial, diversidade e parâmetros genéticos

Pós-graduação em Agronomia (Horticultura) - FCA

Análise energética de sistemas de produção de etanol de mandioca, cana-de-açúcar e milho

The objective of this work was the analysis of the energetic ethanol production systems using as source of carbohydrates, manioc, sugar cane and maize crops. The searches were carried from the field in the Paranapanema River Valley, state of Sao Paulo in the operations of cultivation and industrial processing of raw materials for analysis. The expenditure of energy concerning the agricultural part was made by the energy consumption of stage production of one hectare of sugar cane, cassava and corn, tillage and planting procedure, inputs, driving the crop, harvest, transport industry and energy draining. The expenditure of energy referring to the part was made by the industry energy consumption of stage processing of one tonne of sugar cane, cassava and corn, in the operations of disintegration / milling, hydrolysis / treatment of the broth, fermentation, distillation and maintenance of equipment. Under the system of agronomic production of raw materials, manioc presented an energy expenditure below that of sugar cane and maize (9,528.33 MJ ha-1; 14,370.90 MJ ha-1 and 15,633.83 MJ ha-1, respectively). For the ethanol produced, the operations of cultivation has consumed 1.54 MJ l-1 with manioc; MJ 1.99 l-1 with sugar cane, and 7.9 MJ l-1 with the corn. In the industrial processing of a ton of raw material, sugar cane presented an energy cost less than the cassava and maize (1,641.56 MJ t-1; 2,208.28 MJ t-1 and MJ 3,882.39 t-1, Respectively), however, showed a higher cost than when they related to ethanol produced (19.38 MJ l-1; 11.76 MJ l-1 and 11.76 MJ l-1, respectively). In the final energy balance for each megajoules of energy invested in sugar cane were required 1.09 MJ (9%), for each megajoules of energy invested in manioc were required 1.76 MJ (76%) and for each megajoules energy invested in maize were required 1.19 MJ (19%). Overall, it appears that the manioc consumes less energy than sugar cane and corn crops in the process of agribusiness obtaining ethanol.

Redução da quantidade de vinhaça através da evaporação

A perspectiva de aumento da produção de álcool combustível causa preocupação a respeito da vinhaça, subproduto da destilação do etanol de cana. A vinhaça é um poluente com alto teor de orgânicos e que precisa ser tratada. Atualmente, a utilização da vinhaça in natura no solo é comum, porém, há controvérsias sobre salinização do solo e contaminação de aqüíferos subterrâneos. Dentre os processos de tratamento da vinhaça, encontram-se na literatura científica, vários trabalhos a respeito da fertirrigação e digestão anaeróbia, mas não a respeito da evaporação da vinhaça, que pode ser realizada através de evaporadores tipo falling film. O objetivo deste trabalho é avaliar o potencial de redução da quantidade de vinhaça através da evaporação, o que não descarta a utilização da vinhaça concentrada como fertilizante. Para isto, elaborou-se o balanço de massa e energia de uma planta de evaporação de vinhaça localizada na cidade de Potirendaba – SP, confrontando os resultados obtidos com os dados obtidos na unidade. A unidade de evaporação tem capacidade de processar cerca de 100 m3 vinhaça, retornando cerca de 80 m3 elaborado através de um software comercial (SugarsTM). Os resultados obtidos pela simulação refletiram os dados coletados na planta. /h de água para o processo da usina. O balanço foi elaborado através de um software comercial (SugarsTM). Os resultados obtidos pela simulação refletiram os dados coletados na planta.

Formas de N-orgânico em latossolo em função de nitrogênio e de plantas de cobertura em pré-safra do milho

Pós-graduação em Agronomia (Produção Vegetal) - FCAV

Desenvolvimento de sensor baseado em polímeros molecularmente impressos para determinação de álcoois superiores em óleo fúsel

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Tratamento de caldo e tipos de fermentos sobre os componentes secundários e qualidade da cachaça de alambique

Pós-graduação em Microbiologia Agropecuária - FCAV

Qualidade da cachaça em função do tratamento do caldo e tipo de fermento

Pós-graduação em Microbiologia Agropecuária - FCAV

Quantitative chemical profile and multivariate statistical analysis of alembic distilled sugarcane spirit fractions

As concentrações de 39 compostos orgânicos foram determinadas em três frações (cabeça, coração e cauda) obtidas da destilação em alambique do caldo de cana fermentado. Os resultados foram avaliados utilizando-se análise de variância (ANOVA), teste de Tukey, análise de componentes principais (PCA), agrupamento hierárquico (HCA) e análise discriminante linear (LDA). De acordo com PCA e HCA, os dados experimentais conduzem à formação de três agrupamentos. As frações de cabeça deram origem a um grupo mais definido. As frações coração e cauda apresentaram alguma sobreposição coerente com sua composição em ácidos. As habilidades preditivas de calibração e validação dos modelos gerados pela LDA para a classificação das três frações foram de 90,5 e 100%, respectivamente. Este modelo reconheceu como coração doze de treze cachaças comerciais (92,3%) com boas características sensoriais, apresentando potencial para a orientação do processo de cortes.

Análise química e atividades biológicas de Guatteria elliptica R. E. Fries (Annonaceae)

A espécie endêmica G. elliptica R. E. Fries não apresentava estudos fitoquímicos e biológicos detalhados na literatura. Assim, o objetivo desse trabalho foi avaliar a composição química e as propriedades biológicas dos óleos essenciais, extratos brutos, alcaloides totais, tortas, frações das tortas, amostras isoladas dessa espécie. O material vegetal foi coletado em Paranapiacaba (Santo André, SP, Brasil). O óleo essencial extraído das folhas por destilação à vapor apresentou um rendimento de 0,2%. A análise histológica das folhas encontrou óleo em células oleíferas localizadas no parênquima esponjoso. A composição do óleo (CG-EM) indicou espatulenol e óxido de cariofileno como compostos majoritários. Os alcaloides totais foram obtidos dos extratos brutos das folhas e dos galhos e analisados por CG-EM, identificando quatro aporfinas (nornuciferina, estefarina, corituberina e asimilobina) e duas protoberberinas (discretamina e caseadina). Os alcaloides totais foram fracionados em coluna cromatográfica ou por Extração em Fase Sólida e purificados por cromatografia em camada preparativa, originando duas amostras (Amostra 9 e 10). Na Amostra 9, foram identificados dois alcaloides aporfinicos nornuciferina e asimilobina (CG-EM e RMN-1H). Na Amostra 10, foram identificados (LC-EM/EM) cinco alcaloides aporfínicos (desidronantenina, glaunidina, liriodenina, N-óxido de oliverina e telikovina) e um alcaloide protoberberínico (caseadina). Caseadina, glaunidina, N-óxido de oliverina e telikovina não foram previamente identificados em Guatteria. Os resíduos dos extratos brutos livres de alcaloides foram fracionados pelo método de partição com solventes de polaridade crescente. Os extratos brutos e as frações acetato de etila e butanólicas de folhas e galhos apresentaram flavonoides (NP-PEG). Nos ensaios biológicos, a melhor atividade antioxidante (sequestro do radical DPPH) foi encontrada para a fração clorofórmica dos galhos (EC50=24,25±1,14 µg/mL) e a torta dos galhos (EC50=26,23±4,20 µg/mL). No ensaio antimicrobiano pelo método turbidimétrico a atividade mais importante foi obtida contra Staphylococcus aureus (ATCC 6538) para os alcaloides totais dos galhos (CIM/CBM=0,12±0,01/0,26 mg/mL) e das folhas (CIM/CBM=0,21±0,01/0,28 mg/mL), e fração hexânica das folhas (CIM/CBM=0,24±0,02/>1 mg/mL). Uma alta atividade antitumoral foi observada frente a células humanas de mama (MCF-7) para Amostra 10 (IC50=2,28±0,18 µg/mL), fração de acetato de etila das folhas (IC50=4,47±0,40 µg/mL), óleo essencial (IC50=7,01±0,23 µg/mL) e os alcaloides totais das folhas (IC50=9,32±0,36 µg/mL). Para as células de próstata (PC-3), foi encontrada atividade para a Amostra 10 (IC50=1,37±0,36 µg/mL) e o óleo essencial (IC50=5,32±0,35 µg/mL). A futura aplicação dos extratos e frações de G. elliptica como um agente antitumoral parece ser segura, pois mantiveram uma viabilidade celular maior do que 90% no ensaio de citotoxicidade com culturas de fibroblasto murino (BALB/c 3T3, ATCC CCL-163) nas concentrações onde a atividade antitumoral foi promissora (<30 µg/mL) contra MCF-7 e/ou PC-3.

Aplicação e avaliação de desempenho de um sistema de otimização em tempo real em uma unidade de produção de propeno.

Com o objetivo de aumentar o lucro de plantas químicas, a Otimização em Tempo Real (RTO) é uma ferramenta que busca determinar as condições ótimas operacionais do processo em estado estacionário, respeitando as restrições operacionais estabelecidas. Neste trabalho foi realizada a implementação prática de um ciclo RTO em um processo de destilação por recompressão de vapor (VRD), propileno-propano, da Refinaria de Paulínia (Petrobras S.A.), a partir de dados históricos da planta. Foram consideradas as principais etapas de um ciclo clássico de RTO: identificação de estado estacionário, reconciliação de dados, estimação de parâmetros e otimização econômica. Essa unidade foi modelada, simulada e otimizada em EMSO (Environment for Modeling, Simulation and Optimization), um simulador de processos orientado a equações desenvolvido no Brasil. Foram analisados e comparados dois métodos de identificação de estado estacionário, um baseado no teste estatístico F e outro baseado em wavelets. Ambos os métodos tiveram resultados semelhantes e mostraram-se capazes de identificar os estados estacionários de forma satisfatória, embora seja necessário o ajuste de parâmetros na sua implementação. Foram identificados alguns pontos estacionários para serem submetidos ao ciclo RTO e foi possível verificar a importância de partir de um estado estacionário para a continuidade do ciclo, já que essa é uma premissa do método. A partir dos pontos analisados, os resultados deste estudo mostram que o RTO é capaz de aumentar o ganho econômico entre 2,5-24%, dependendo das condições iniciais consideradas, o que pode representar ganhos de até 18 milhões de dólares por ano. Além disso, para essa unidade, verificou-se que o compressor é um equipamento limitante no aumento de ganho econômico do processo.