Validação de metodologia para a caracterização química de bagaço de cana-de-açúcar

In this work, a methodology for the characterization of sugar cane bagasse was validated. Bagasse pre-treated with steam in a 5000 L reactor at a pressure of 15.3 kgf/cm², during 7 min, was used to test the methodology. The methodology consisted of the hydrolysis of the material with H2SO4 at 72% v/v, for the quantification of carbohydrates, organic acid, furfural and hydroxymethylfurfural by HPLC; insoluble lignin and ash by gravimetry; and soluble lignin by spectrophotometry. Linearity, repeatability, reproducibility and accuracy of the results obtained in two Research Laboratories were determined, and were considered to be suitable for the validation of the methodology.

comparação entre processos em SHF e em SSF de bagaço de cana-de-açúcar para a produção de etanol por Saccharomyces cerevisiae

In this work, four different process configurations, including three simultaneous saccharification and fermentation (SSF) schemes and one separate hydrolysis and fermentation (SHF) scheme, were compared, at 8% water-insoluble solids, regarding ethanol production from steam-pretreated and alkali-delignified sugar cane bagasse. Two configurations included a 16 h lasting enzymatic presaccharification prior to SSF, and the third one was a classical SSF without presaccharification. Cellulose conversion was higher for the delignified bagasse, and higher in SSF experiments than in SHF. The highest cellulose-to-ethanol conversion (around 60% in 24 h) and maximum ethanol volumetric productivities (0.29-0.30 g/L.h) were achieved in the presaccharification-assisted SSF.

Estudo das condições de estocagem do bagaço de cana-de-açúcar por análise térmica

An evaluation was made of the properties of sugarcane bagasse during the storage process for subsequent burning in a boiler. Samples of bagasse were collected over a period of 150 days from the Caeté sugar mill (MG) at various points of the stockpile soon after the sugarcane was pressed to extract its juice, as well as from natural bagasse, dry and damp. Thermal analyses of the samples were carried out and the results indicated that, during the storage of bagasse, dry or damp, the biomass loses up to 32% of its calorific power, due to decomposition of the hemicellulose.

Validação de método e determinação espectrométrica dos flavonoides das folhas e do vinhoto da cana-de-açúcar e comparação com método CLAE-UV

This paper reports on a modification of the procedures originally described in the French Pharmacopoeia for the UV-visible spectrometric analysis of flavonoids, and proposes a validation of the method and its application in the determination of total flavonoids from sugarcane (Saccharum officinarum) leaves and vinasse. An analysis of precision and accuracy revealed a low relative standard deviation (< 5.0%) and a good recovery percentages (99.79 and 98.34%). A comparison of the spectrometric results against those obtained by high performance liquid chromatography (HPLC-UV) demonstrated complete compatibility between the modified French Pharmacopoeia (spectrometric) and HPLC-UV methods

Potencial da palha de cana-de-açúcar para produção de etanol

Sugarcane straw biomass accounts for 1/3 of the energy potential of sugarcane and represents a rich source of sugars. Studies have been intensified for the use of this biomass along with bagasse for the production of cellulosic ethanol. Development of this technological path will allow for taking full advantage of sugarcane, increasing ethanol production without expanding the area cultivated. However, in order for this technology to be viable certain challenges must be overcome, including establishment of appropriate conditions of pretreatment and hydrolysis of these materials for release of fermentable sugars.

Efeito do teor de umidade sobre o pré-tratamento a vapor e a hidrólise enzimática do bagaço de cana-de-açúcar

The effect of moisture content in the steam treatment and enzymatic hydrolysis of sugarcane bagasse was evaluated. Steam treatment was perfomed at 195-210 ºC for 4-8 min using cane bagasse with moisture contents in the range 16-100 wt% (dry basis). Increased moisture contents not only had a positive influence in recovery of main cane biomass components but also resulted in better substrates for enzymatic hydrolysis. As a result, drying is not required for optimal pretreatment and enzymatic hydrolysis of sugarcane bagasse, which can be processed into second generation ethanol immediately after crushing and hot water washing.

Composição química de aguardentes de cana-de-açúcar fermentadas por diferentes cepas de levedura Saccharomyces cerevisiae

The aim of this study was to evaluate the chemical composition of sugar cane spirits, fermented by different commercial Saccharomyces cerevisiae yeast strains and double distilled by pot still. Sugar cane juices were separately fermented by yeasts CA-11, Y-904, BG-1, PE-2, SA-1 and CAT-1 and distilled by pot still according to the methodology used for whisky production. The alcoholic liquids from first and second distillations were analyzed for concentrations of ethanol, volatile acidity, aldehydes, esters, furfural, higher alcohols and methanol. The sugar cane spirits derived from fermentation by the different yeast strains presented distinct chemical compositions.

Miniprojeto para ensino de química geral experimental baseado na fermentação do caldo de cana-de-açúcar

This paper describes a five-week mini-project for a general chemistry laboratory course. Activities are included preparations of ethanol and sucrose solutions, calculation of concentrations, determination of densities with densimeters, sugarcane juice fermentation with CO2 capture in alkaline solution, distillation, and determination of amounts of ethanol and CO2 formed. Abilities and concepts normally present in practical general chemistry courses are covered: use of balances, volumetric glassware and densimeters, preparation of solutions, performing of dilutions, determination of solution densities, observation of chemical reactions, stoichiometric calculations, separation of mixtures, and titration.

Fósforo em cronossequência de cana-de-açúcar queimada no cerrado goiano: análise de ácidos húmicos por RMN de 31P

The aim of this study was to identify, with the use of 31P NMR spectroscopy, organic P species in humic acids (HA) in samples from Oxisol cultivated in chronosequence with sugar cane, pasture and Cerrado. The main forms of P-type found were orthophosphate, monoester-P (phosphate sugars) and P-diester (orthophosphate). The 31P NMR technique proved capable of identifying changes in the areas studied as a function of sugar cane burning time. In areas with 1 and 5 years of burnt cane, a decrease in recalcitrant organic P in humic acids indicated the need for use of P-humic substances for plant nutrition.

Otimização do pré-tratamento hidrotérmico da palha de cana-de-açúcar visando à produção de etanol celulósico

The sugarcane industry has huge potential for biorefinery concept application, given its development in recent years. In this context, cane sugar straw has become an attractive raw material for biofuel production. This study aims to investigate the chemical composition of cane sugar straw from different regions of Brazil, and to optimize a hydrothermal pretreatment stage for cellulosic ethanol production. Results of chemical characterization of the cane sugar straw for the regions assessed indicated little influence of place on straw chemical composition. Hydrothermal pretreatment showed high efficiency in hemicellulose removal. Hydrothermal pretreatments operating with temperatures of 190 and 210 ºC presented satisfactory results, reaching values close to 100% hydrolysis.

TRATAMENTO DA VINHAÇA POR ADSORÇÃO EM CARVÃO DE BAGAÇO DE CANA-DE-AÇÚCAR

The aim of this study was to develop an effective and economically viable technology for the treatment of vinasse, prior to its disposal in the soil for fertirrigation, aiming this way at reducing the environmental impacts generated by inadequately discarding this effluent. The primary treatment of vinasse by adsorption was evaluated. Adsorbents were prepared from sugar cane bagasse and their efficiency evaluated in relation to the treatment of vinasse. The process of preparation of activated carbon consisted of carbonizing bagasse at different temperatures followed by chemical activation with NaOH. The carbon samples obtained by solely carbonizing sugar cane bagasse were more efficient for removing turbidity of vinasse than samples activated with NaOH. The sample carbonized at 800 °C was the most efficient for removing turbidity of wastewater (83%). During a process of adsorption of vinasse in two stages, it was possible to obtain color removal, turbidity and COD of approximately 76, 85 and 69%, respectively. After the adsorption step of vinasse, the solid waste generated in the second stage of adsorption can be burned in the boilers of the power plant itself, affording an energy of 4606 cal g-1.

Efeito da aplicação de terbufos nas populações de três fitonematóides ectoparasitos em cana-de-açúcar

Utilizando-se um experimento com microparcelas em condições de campo, a presente pesquisa teve por objetivo estudar os efeitos de duas diferentes doses do nematicida organofosforado sistêmico Terbufos (Counter 50G) sobre as populações dos fitonematóides ectoparasitos Helicotylenchus dihystera, Criconemella ornata e Paratrichodorus sp. em cinco variedades de cana-de-açúcar (Saccharum sp.), verificando-se, ao mesmo tempo, o potencial de reprodução desses nematóides nas mesmas variedades. O produto foi aplicado nas proporções de 60 e 80 kg do produto comercial por hectare (p.c./ha), no momento do plantio. As variedades estudadas foram SP70-1143, RB813804, SP78-4764, CB45-3 e SP79-1011. Com os dois tratamentos nematicidas, as parcelas testemunhas e as cinco variedades, formou-se um desenho experimental do tipo blocos ao acaso, em esquema fatorial, com cinco repetições. As avaliações fundamentaram-se nos níveis populacionais dos nematóides, com a determinação do fator de reprodução (FR) dos parasitos nas variedades, nas parcelas tratadas e não tratadas pelo nematicida. Pelos resultados obtidos concluiu-se que o produto nas duas dosagens empregadas não interferiu significativamente nos índices populacionais dos três nematóides 16 meses após o plantio, exceto para a combinação C. ornata x Terbufos 80 kg/ha, para a variedade SP70-1143. Não foi possível ser determinada a hospedabilidade das variedades estudadas em relação aos três nematóides, devido aos baixos fatores de reprodução (FR), provavelmente relacionados à longa estiagem ocorrente no ano do experimento.

Efeito de terbufos em soqueira sobre fitonematóides ectoparasitos de cana-de-açúcar

Por ser comum a ocorrência de altos níveis populacionais de nematóides ectoparasitos em canaviais da região Nordeste, estudou-se o efeito do nematicida Terbufos (Counter 50G), em soqueira, em área infestada naturalmente por Helicotylenchus dihystera, Criconemella ornata e Paratrichodorus minor. O delineamento estatístico adotado foi o de blocos ao acaso em arranjo fatorial 2x3x5 (duas épocas de corte x três tratamentos nematicida x cinco variedades de cana-de-açúcar), com cinco repetições. Os tratamentos nematicidas consistiram de 3 kg i.a./ha aplicado por ocasião do plantio e após o primeiro corte, 4 kg i.a./ha aplicado no plantio, e testemunha, 0 kg i.a./ha, distribuídos em microparcelas de 2,0 m x 2,0 m. As avaliações, fundamentadas nas densidades populacionais dos nematóides, foram realizadas em cinco variedades de cana-de-açúcar (Saccharum spp.), CB45-3, RB813804, SP78-4764, SP79-1011 e SP 70-1143, na colheita da cana planta, 16 meses após o plantio, e primeira soca, 16 meses após o primeiro corte. Não houve interação entre nematicida, variedade e época de corte. As aplicações do nematicida e as variedades de cana não afetaram significativamente os níveis populacionais dos ectoparasitos. Entretanto, por ocasião do segundo corte, as densidades populacionais de C. ornata e P. minor foram significativamente menores do que no primeiro corte, ocorrendo o inverso com a população de H. dihystera.

Efeitos do uso de Crotalaria juncea e carbofuran em fitonematóides ectoparasitos de cana-de-açúcar

Foi estudado comparativamente o efeito do cultivo de Crotalaria juncea, por um ano, com incorporação, a uma aplicação do nematicida sistêmico carbofuran, no momento do plantio, em cana-de-açúcar (Saccharum sp.), var. SP79-1011, em solos naturalmente infestados por Helicotylenchus dihystera, Criconemella ornata, Paratrichodorus minor e Trichodorus sp. Foram determinados os níveis populacionais dos nematóides, acompanhados ao longo do experimento, e o comportamento de cada um no solo. As populações dos fitonematóides ectoparasitos estudados apresentaram número reduzido de espécimes, sendo pouco influenciadas pela incorporação da crotalária ou da aplicação do nematicida. Todas as populações permaneceram baixas, ao longo do desenvolvimento da planta, observando-se pequeno incremento populacional a partir dos 90 dias. O comportamento da população de C. ornata em função do tempo nas parcelas tratadas com crotalária ou carbofuran foi expresso pelas equações Y = 100,56524 + 0,01504X - 0,00003032X2 (R² = 0,5605**) ou Y = 10 0,62059 + 0,01394X - 0,00002786X2 (R² = 0,6416**), respectivamente. Ainda, em cana tratada com carbofuran, o aumento populacional de Trichodorus sp., no decorrer do experimento, obecedeu ao modelo quadrático Y = 13,16667 - 0,10904X + 0,00065711X2 (R² = 0,6916**).

Estudos sobre aplicações conjuntas de herbicidas e nematicidas sistêmicos na eficácia dos nematicidas em cana-de-açúcar

Com o objetivo de avaliar uma possível influência da aplicação conjunta de nematicidas sistêmicos e herbicidas sobre a eficácia dos nematicidas, no controle de Meloidogyne spp. e Pratylenchus zeae em cana-de-açúcar (híbrido de Saccharum spp.) no Nordeste, instalaram-se dois experimentos, um irrigado e outro não irrigado, ambos em canaviais nordestinos, há muito cultivados e comprovadamente infestados por fitonematóides. A variedade utilizada foi SP79-1011, os nematicidas aldicarb e terbufós e os herbicidas diuron, ametrina, oxyfluorfen e pendimetalin, aplicados no plantio, nas doses recomendadas comercialmente. As avaliações fundamentaram-se nos níveis populacionais dos nematóides observados em três diferentes momentos, e nos fatores de reprodução. Avaliaram-se também o desenvolvimento das plantas, a produtividade agrícola e dois parâmetros tecnológicos. Os resultados demonstraram que não houve efeito dos herbicidas na eficácia dos nematicidas, nem foram significativas as diferenças em relação à produtividade, exceto na área irrigada, para perfilhamento nos tratamentos com herbicidas, e número de colmos e perfilhos, nos tratamentos com nematicidas em relação à testemunha. Os nematicidas e herbicidas não afetaram os níveis de Pol e PCC do caldo, não interferindo, portanto, na produtividade industrial. Houve interação estatística entre nematicida e herbicida para P. zeae na rizosfera, na área irrigada, com a menor população do parasito encontrada na combinação aldicarb + pendimetalin.