Pré-tratamentos de melaço de cana-de-açúcar e água de maceração de milho para a bioprodução de carotenóides

This work studied the pretreatment of sugarcane molasses (CM) and corn steep liquor (CS) for the production of carotenoids by Sporidiobolus salmonicolor (CBS 2636). The acid pretreatment removed less micronutrients than that with activated carbon and led to high removals of Cu and Mn. Reduction in optical density of the prepared medium and removal of glucose from it were 22% and 7% for CM and 95% and 38% for CS, respectively. Total carotenoids obtained with substrates pretreated with acids (541 mg/L) were higher than the results obtained when the medium was treated with activated carbon (208 mg/L).

Preparação de carvão ativado em baixas temperaturas de carbonização a partir de rejeitos de café: utilização de FeCl3 como agente ativante

Ferric chloride as a new activating agent was used to obtain activated carbons from agroindustrial waste. This material was prepared at three temperatures of pyrolysis, 200, 280 and 400 ºC. The carbonaceous materials obtained after the activation processes showed high specific surface areas (BET), with values higher than 900 m² g-1. The materials showed different behaviors in the adsorption of methylene blue dye and reactive red textile dye in water solutions. An important fact in the use of FeCl3 as an activating agent is that the activation temperature is at 280 ºC, well below of those commonly employed in chemical or physical activations described in the literature.

Fontes vegetais naturais de antioxidantes

Growing knowledge on the health-promoting impact of antioxidants in everyday foods, combined with the assumption that a number of common synthetic preservatives may have hazardous side effects has led to increased investigations in the field of natural antioxidants, principally those found in plants. Food industries normally discard plant residues that could benefit the human health and diminish undesirable environmental impact. Once estimated the content of antioxidants in these residues, advantageous economical and social alternatives to the discard are possible, for example, their use for preparation of nutraceuticals to be offered to low-income populations. We present here a broad, although not complete, account of the continuously growing knowledge on the antioxidant capacity of whole fruits, seeds and peels, cereals, vegetal oils and aromatic plants, at several physical forms, as well as a description of the usual methods for evaluating their antioxidant capacity and examples of agroindustrial processes that could be harnessed for the production of antioxidant supplement food, along with research perspectives in the area.

Produção, propriedades e aplicação de celulases na hidrólise de resíduos agroindustriais

Cellulases have been intensively studied in the past few years, due to the interests in biofuels production from lignocellulosic materials, since they permit maintaining mild conditions during the conversion process. These enzymes can be produced by a broad variety of naturally occurring microorganisms, such as from genera Aspergillus, Trichoderma, Penicillium and Humicola. Targeting the increasing of expression levels, molecular biology tools have been used for heterologous genes insertion in host cells, e. g., Pichia pastoris and Escherichia coli. Enzymes from fungal cellulolytic complex usually act best at pH between 4 and 5 under temperatures from 40 to 60 °C and can be used for either sequential (SHF) or simultaneous (SSF) hydrolysis together alcoholic fermentation. In this review, the main raw materials for production of cellulases are identified, as well as the state of art of enzymes' properties, production and main applications.

Mecanismos envolvidos na biodegradação de materiais lignocelulósicos e aplicações tecnológicas correlatas

The biodegradation of lignocellulosic materials is an important natural process because it is responsible for the carbon recycling. When induced under controlled conditions, this process can be used for technological applications such as biopulping, biobleaching of cellulosic pulps, pre-treatment for subsequent saccharification and cellulosic-ethanol production, and increase of the digestibility in agroindustrial residues used for animal feed. In the present work, the enzymatic and non-enzymatic mechanisms involved in the biodegradation of lignocellulosic materials by fungi were reviewed. Furthermore, the technological applications of these extracellular metabolites are presented and discussed.

Application of fourier transform infrared spectroscopy, chemical and chemometrics analyses to the characterization of agro-industrial waste

Agroindustrial waste in general presents significant levels of nutrients and organic matter and has therefore been frequently put to agricultural use. In this context, the objective of this study was to determine the chemical composition, nitrogen, phosphorus, potassium, calcium, magnesium and carbon content, as well as the qualitative characteristics through Fourier transform infrared spectroscopy of four samples of poultry litter and one sample of cattle manure, from the southwestern region of Paraná, Brazil. Results revealed that, in general, the poultry litter presented higher amount of nutrients and carbon than the cattle manure. The infrared spectra allowed identification of the functional groups present and the differences in degree of sample humification. The statistical treatment confirmed the quantitative and qualitative differences revealed.

PREPARAÇÃO E CARACTERIZAÇÃO DE MEMBRANAS DE CELULOSE REGENERADA A PARTIR DA CELULOSE EXTRAÍDA DE RESÍDUOS AGROINDUSTRIAIS PARA APLICAÇÃO EM PROCESSOS DE SEPARAÇÃO

The aim of this study was to produce membranes using the adapted cuprammonium method. The cellulose utilized was obtained from recycled agroindustrial residues: sugarcane bagasse, corn stover and soybean hulls. The levels of Cu (II) ions in regenerated cellulose membranes produced with cellulose from bagasse, corn stover and soybean hulls were 0.0236 wt%, 0.0255 wt% and 0.0268 wt%, respectively. These levels were approximately 15 times lower than those observed in previous studies (0.3634 wt%). Cellular viability data show that membranes produced from bagasse cellulose do not present toxicity to the cellular cultures studied. These results demonstrate an evolution in production of regenerated cellulose membranes from agroindustrial residues mainly due to a decrease in the Cu (II) ions level, showing the possibility of application of these systems with improved membranes processing.

Características físicas e mecânicas de misturas de solo, cimento e cinzas de bagaço de cana-de-açúcar

Este trabalho teve por finalidade analisar algumas características de misturas de solo, cimento e cinzas de bagaço de cana-de-açúcar para sua possível utilização na fabricação de materiais alternativos de construção. Para tal, amostras de cinzas de bagaço de cana-de-açúcar foram submetidas a um tratamento prévio que consistia de peneiramento e moagem, antes de serem incorporadas às misturas de solo e cimento. Diferentes combinações de cimento-cinzas foram estudadas, determinando-se, para cada uma delas, a consistência normal e a resistência à compressão simples, aos 7 e 28 dias. Posteriormente, corpos-de-prova moldados com tais misturas de solo-cimento-cinzas foram submetidos a ensaios de compactação, compressão simples e absorção de água. Os resultados indicaram a possibilidade de substituir até 20% do cimento Portland, na mistura, por cinzas de bagaço de cana-de-açúcar, sem prejuízo da resistência à compressão simples.

Características físicas e mecânicas de misturas de solo, cimento e casca de arroz

Na presente pesquisa, estudaram-se os efeitos da adição da casca de arroz nas propriedades físico-mecânicas da mistura de solo-cimento, visando a obter composições de solo-cimento-casca de arroz com potencialidade para fabricação de materiais alternativos de construção. Foram realizados o fracionamento, o peneiramento e o pré-tratamento em solução de cal da casca de arroz. Foram determinadas as características físicas do solo e da casca de arroz, sendo executados ensaios de dosagem das misturas de solo-cimento-casca de arroz, aplicando-se às mesmas os ensaios de compactação normal de Proctor e o de compressão simples. Posteriormente, as composições de solo-cimento-casca de arroz foram submetidas aos ensaios de compressão simples e de tração na compressão diametral, aos 7 e aos 28 dias de idade, e de absorção d'água. Depois de determinadas as principais características físicas e mecânicas, pôde-se concluir que as misturas de solo + teor de 12% de combinações de cimento e casca de arroz se apresentaram como materiais promissores para a fabricação de elementos construtivos, a serem utilizados em construções e instalações rurais.

Removal of organic matter and nutrients from slaughterhouse wastewater by using Eichhornia crassipes and evaluation of the generated biomass composting

The objective of this research was to evaluate the performance of the aquatic macrophyte Eichhornia crassipes applied in situ in a slaughter house treatment system, located in the west of the Paraná state, Brazil, regarding the nutrients removal and organic matter. Moreover, it aimed to obtain data from the production, management and composting practices of the biomass generated in the system. During 11 months of macrophytes development, physic and chemical parameters were monitored and plant density was controlled by periodical removal of excess biomass, which was weekly monitored and it is expressed in kg of aquatic plant per m² covered area. The degradation of the macrophytes removed from the treatment system was evaluated at the pilot scale in eight composting piles of 0.60 m³ that underwent four different treatments and two repetitions: T1 - water hyacinth (Eichhornia crassipes); T2 - water hyacinth and swine excrement (7:1), T3 - water hyacinth, swine excrement and earth (7:1:0,67), and T4 - water hyacinth, swine excrement and cellulosic gut (7:1:0,67), for a period of 90 days. The results indicated maximum removal efficiencies of 77.2% for COD; 77.8% for BOD, 87.9% for total nitrogen, 47.5% for ammonia nitrogen and 38.9% for total phosphorus for a five-day retention time. For biomass stabilization by composting, considering the C:N ratio as an indicator of compost maturity, it was observed that treatment T4 resulted in the shortest stabilization period (60 days). No difference was verified in the biostabilization rates at 5% level by the F test.

Tratamento das águas do processamento dos frutos do cafeeiro em filtro anaeróbio seguido por sistema alagado construído: I - remoção de matéria orgânica

Seis sistemas de tratamento, compostos por três filtros anaeróbios com escoamento descendente, seguidos por seis Sistemas Alagados Construídos (SACs), tiveram suas condições operacionais avaliadas quando utilizados no tratamento da água residuária do processamento dos frutos do cafeeiro (ARC). Os filtros foram confeccionados em PVC (1,5 m de altura e 0,35 m de diâmetro) e preenchidos com brita nº 2. Os SACs foram constituídos por caixas de madeira (1,5 m de comprimento, 0,4 m de altura e 0,5 m de largura), sendo impermeabilizados e preenchidos com brita "zero". A ARC teve o pH corrigido com cal até valores próximos a 7,0, e a concentração de nutrientes alterada, de forma a se obter uma relação DBO/N/P de 100/5/1. Em metade dos SACs foi plantado o azevém (Lolium multiflorum Lam.), e na outra metade, aveia-preta (Avena strigosa Schreb). Como resultado, observou-se que as espécies vegetais cultivadas nos SACs não influenciaram nas eficiências globais de remoção de poluentes pelos sistemas. Os sistemas que receberam as menores cargas orgânicas apresentaram as maiores eficiências de remoção de matéria orgânica, alcançando 78% para DQO e 70% para DBO. A remoção de SST foi superior a 70% em todos os sistemas avaliados, indicando a viabilidade da aplicação de filtro anaeróbio seguido por SACs no tratamento da ARC.

Tratamento das águas do processamento dos frutos do cafeeiro em filtro anaeróbio seguido por sistema alagado construído: II - remoção de nutrientes e compostos fenólicos

Seis sistemas de tratamento foram compostos por três filtros anaeróbios com escoamento descendente, seguidos por seis sistemas alagados construídos (SACs), sendo avaliados, sob o ponto de vista operacional, no tratamento da água residuária do processamento dos frutos do cafeeiro (ARC). Os filtros foram confeccionados em PVC (1,5 m de altura e 0,35 m de diâmetro) e preenchidos com brita nº 2 e os SACs foram constituídos por caixas de madeira (1,5 m de comprimento, 0,4 m de altura e 0,5 m de largura), sendo impermeabilizados e preenchidos com brita "zero". A ARC teve o pH corrigido com cal até valores próximos a 7,0, e a concentração de nutrientes alterada, com a adição de fertilizantes, de forma a se obter uma relação DBO/N/P igual a 100/5/1. Em metade dos SACs, foi plantado o azevém (Lolium multiflorum Lam.), e na outra metade, aveia-preta (Avena strigosa Schreb). Como resultado, observou-se que as espécies vegetais cultivadas nos SACs influenciaram nas eficiências de remoção de fósforo pelos sistemas (SAC3 e SAC4; SAC5 e SAC6). Os sistemas que receberam as menores cargas de nutrientes e compostos fenólicos, via ARC, apresentaram as maiores eficiências de remoção destas variáveis, tendo sido alcançadas remoções de 40% do N T e 50% do P T. A remoção de compostos fenólicos totais foi superior a 65% na maior parte dos sistemas. Desta forma, considera-se ser viável a aplicação de filtros anaeróbios seguidos por sistemas alagados construídos no tratamento da ARC.

Soil chiseling and fertilizer location in sugarcane ratoon cultivation

While the pre-harvest sugarcane burning is a disused practice, green harvest requires changes concerning ratoon cultivation due to the presence of a thick layer of straw. The experiment, conducted in a mechanical green harvesting area cultivated with sugarcane, consisted of two stages: in the first stage, the mechanical straw cutting performance of flat disks with different geometry edges was evaluated, considering two types of disks and 10 replications in a completely randomized design; in the second stage, the effect of soil chiseling on both sides of planting lines, using shanks with straw cutting flat disks, was assessed, as well as fertilizer deposition form. The experimental design in the second stage was completely randomized, with seven treatments and five replications. Treatments consisted of a combination of two straw cutting disks (smooth or toothed edge), chiseling presence or absence, and fertilizer deposition forms (broadcast, on the planting line, and incorporated into chiseling furrows). The toothed disk differed from the smooth one, presenting lower values of horizontal and vertical forces, and torque. The agroindustrial variables pol (%), brix (%), fiber (%), and ATR (kg Mg-1) were not influenced by the fertilizer deposition form and soil chiseling. However, the localized fertilizer deposition increased crop yield when compared with broadcast fertilization.

Hydrogen production from cassava processing wastewater in an anaerobic fixed bed reactor with bamboo as a support material

Attempting to associate waste treatment to the production of clean and renewable energy, this research sought to evaluate the biological production of hydrogen using wastewater from the cassava starch treatment industry, generated during the processes of extraction and purification of starch. This experiment was carried out in a continuous anaerobic reactor with a working volume of 3L, with bamboo stems as the support medium. The system was operated at a temperature of 36°C, an initial pH of 6.0 and under variations of organic load. The highest rate of hydrogen production, of 1.1 L.d-1.L-1, was obtained with application of an organic loading rate of 35 g.L-1.d-1, in terms of total sugar content and hydraulic retention time of 3h, with a prevalence of butyric and acetic acids as final products of the fermentation process. Low C/N ratios contributed to the excessive growth of the biomass, causing a reduction of up to 35% in hydrogen production, low percentages of H2 and high concentrations of CO2in the biogas.

Levantamento fitossociológico das comunidades de plantas infestantes em áreas de produção de arroz irrigado cultivado sob diferentes sistemas de manejo

O presente trabalho de pesquisa teve como objetivo identificar a composição florística de comunidades de plantas daninhas presentes em áreas agrícolas de várzea, manejadas em diferentes sistemas. O trabalho foi desenvolvido em áreas de produção de arroz irrigado das cooperativas: Cooperativas Mista Rural Vale do Javaés e Cooperativa Agroindustrial Rio Formoso, em Formoso do Araguaia-TO. Foram separadas três áreas de 1 ha, sendo: 1 - área sem rotação de culturas (arroz/pousio) há mais de cinco anos; 2 - área com rotação de culturas (arroz/soja) há mais de cinco anos; 3 - área com rotação de culturas (arroz/melancia) há mais de dois anos. Para caracterização e estudo fitossociológico da comunidade infestante foi utilizado, como unidade amostral, um quadro (1,0 x 1,0 m), lançado aleatoriamente dentro da área de estudo (método do quadrado inventário), por meio de um caminhamento em ziguezague. Na área sem rotação, foram identificadas 8 famílias e 16 espécies, destacando-se a família Poaceae com maior número espécies; Fimbristylis miliacea (Cyperaceae) foi a espécie com o maior índice de importância relativa (84,46%). Na área com rotação arroz/soja, foram identificadas 8 famílias e 12 espécies, destacando-se as famílias Poaceae e Cyperaceae com maior número espécies; Cyperus esculentus (Cyperaceae) foi a espécie com o maior índice de importância relativa (91,4%). Na área com rotação arroz/melancia foram identificadas seis famílias e oito espécies, destacando-se as famílias Euphorbiaceae e Lamiaceae com maior número espécies; Physalis angulata (Solanaceae) foi a espécie com o maior índice de importância relativa (153,1%), seguida por Eclipta alba (Compositae) e Hyptis lophanta (Lamiaceae), com 40,45 e 37,6%, respectivamente.