Hidrólise Enzimática de Biomassa

Production of ethanol from biomass fermentation has gained much attention recently. Biomass cellulosic material is first converted into glucose either by chemical or by enzymatic process, and then glucose is fermented to ethanol. Considering the current scenario, where many efforts are devoted for the search of green routes to obtaining ethanol from renewable sources, this review presents the relationship between structure and properties of cellulosic material, pre-treatments and hydrolysis of cellulosic material, and structure and function of cellulase enzyme complex.

Biomassa em aula prática de Química Orgânica Verde: cravo-da-índia como fonte simultânea de óleo essencial e de furfural

This work presents an optimized integrated experiment for isolation of clove bud essential oil, rich in eugenol, and subsequent utilization of the solid residue for furfural synthesis. The operationally simple laboratory protocols and utilization of water as a solvent in both operations, plus the use of biomass as the starting material for preparation of versatile intermediates in organic synthesis, make the experiments attractive for undergraduate experimental organic chemistry courses in the context of green chemistry. In addition, this is the first description of the use of biomass (clove bud) in the simultaneous preparation of two chemical feedstocks, eugenol and furfural, on experimental organic chemistry courses.

Furfural - da biomassa ao laboratório de química orgânica

The goal of this manuscript is provide to students of Chemistry and related areas an alternative experiment in which they can obtain a compound and learn to observe and interpret properties and predict organic structure by obtaining furfural from biomass. Furfural is an organic compound, obtained through acid hydrolysis of pentosans, commonly used in the chemical and pharmaceutical industries. Students are guided to get furfural through extractive procedures and chemical reactions adapted to semi-micro laboratory scale. Characterization of furfural was done by chemical tests and physical properties. Identification was accomplished by a series of spectroscopic and spectrometric techniques.

Remoção do alcatrão de correntes de gaseificação de biomassa: processos e catalisadores

Biomass gasification is a technology that has attracted great interest in synthesis of biofuels and oxo alcohols. However, this gas contains several contaminants, including tar, which need to be removed. Removal of tar is particularly critical because it can lead to operational problems. This review discusses the major pathways to remove tar, with a particular focus on the catalytic steam reforming of tar. Few catalysts have shown promising results; however, long-term studies in the context of real biomass gasification streams are required to realize their potential.

Análise química da biomassa - uma revisão das técnicas e aplicações

Use of biomass as an alternative to nonrenewable feedstock for energy, materials, and chemicals is currently a prominent theme for industry and R Countries like Brazil, USA, and Germany are spending resources and efforts to promote a green economy based on biomass supply chains. Chemical analysis is an important tool to ensure quality, reliability, and to suggest the best potential use for the biomass, thereby enhancing its economic potential. Analytical techniques can identify chemical components, characterize their properties, and determine their concentration. This article discusses the commonly employed techniques and their application in chemical analysis of biomass and its products.

MÉTODOS DE EXTRAÇÃO DE POLI-HIDROXIALCANOATOS A PARTIR DE BIOMASSA BACTERIANA

Polyhydroxyalkanoates (PHAs) are biodegradable and biocompatible polyesters intracellularly accumulated by many bacteria as an energy reserve material and carbon source. These biopolymers may be extracted from cells after their production phase, and the extraction process involves various individual operations to ensure adequate removal of the biopolymer from the cells. During this process, the following aspects should be considered: reduction of product losses during different stages of the process to obtain a highly pure product, preservation of physical and thermal characteristics, and use of low toxicity chemicals to achieve sustainable production and avoid harming the environment. The impact of the costs of PHA extraction on the total cost of the production process may account for over 50% of the end-value of the product. Within this context, several methods of PHA extraction have been reported in the literature. These methods include the use of solvents, chemical digestion, enzymatic digestion, mechanical extraction with high-pressure homogenization and ultrasound, extraction using supercritical fluids, or a combination of these methods. The present review of the literature shows strategies for extraction processes of PHAs produced by bacteria involving cell destabilization and/or breakage, recovery, and purification of the biopolymer.

Indução de resistência em plantas de berinjela por Lentinula edodes e Agaricus blazei contra Ralstonia solanacearum: aspectos bioquímicos e biomassa vegetal

A murcha bacteriana, causada por Ralstonia solanacearum, é considerada uma doença de importância para a cultura da berinjela, sendo de difícil controle. O controle de doenças através de indução de resistência é um método que vêm se revelando como promissor. Basidiomas de Agaricus blazei e Lentinula edodes possuem substâncias do tipo antibiótico e outras substâncias capazes de atuarem como elicitoras da resposta de resistência em plantas, mostrando-se assim promissores no controle alternativo de fitopatógenos. O presente trabalho foi conduzido com o objetivo de estudar o efeito de extratos aquosos dos fungos e do indutor químico acibenzolar-S-metil (aSm) sobre o crescimento da bactéria in vitro e o controle da murcha bacteriana, bem como investigar seu efeito sobre a atividade de determinadas enzimas da planta. O efeito inibitório sobre o patógeno foi avaliado usando diferentes concentrações dos extratos aquosos. A indução de resistência foi estudada em plantas tratadas com o indutor biológico e químico, medindo-se a intensidade de murcha e determinando-se as alterações de algumas enzimas. Os resultados revelaram que os isolados de A. blazei e L. edodes, utilizados em diversas diluições, não exerceram efeito inibitório in vitro. Em relação à indução de resistência, extratos dos isolados Abl-11 e Abl-28 de A. blazei (15%, v/v) e o aSm (0,05 g/L) promoveram redução significativa na ocorrência de folhas murchas, quando aplicados dois dias antes da inoculação. O aumento na atividade de peroxidase foi verificado em plantas tratadas com extratos de Abl-11, Abl-28 e com suspensão de aSm. A atividade de quitinase, fenilalanina amônia-liase e polifenoloxidase não foi alterada nas plantas tratadas com extrato de Abl-28 e com o aSm. No entanto, plantas de berinjela tratadas com Abl-11 exibiram uma aumento na atividade de fenilalaniana amônia-liase e de polifenoloxidase, enquanto que a atividade de quitinase não foi alterada. Com base nos resultados, ficou evidenciado que o aSm e os isolados Abl-11 e Abl-28 de A. blazei apresentam potencial para induzir resistência em berinjela contra R. solanacearum.

Custo adaptativo da indução de resistência em feijoeiro mediada pela rizobactéria Bacillus cereus ou acibenzolar-S-metil: atividade de enzimas, síntese de fenóis e lignina e biomassa

Plantas que utilizam recursos para defesa na ausência de pragas ou patógenos, arcarão com custos energéticos que podem refletir na sua produtividade. Assim, teve-se por objetivo avaliar os custos adaptativos da indução de resistência, antes da chegada do patógeno, em feijoeiro induzido por um indutor biótico (Bacillus cereus) e um abiótico (acibenzolar-S-metil, ASM), em 2, 3 ou 4 aplicações distribuídas ao longo do ciclo da cultura. Avaliou-se o efeito protetor contra a bactéria Xanthomonas axonopodis pv. phaseoli, além da atividade de peroxidase, quitinase, β-1,3-glucanase, síntese de lignina, fenóis e crescimento com base na matéria seca. Observou-se que os indutores protegeram a cultura contra X. axonopodis pv. phaseoli com base na redução da severidade. O ASM aumentou a atividade de peroxidase, quitinase e β-1,3-glucanase, enquanto que o B. cereus aumentou apenas a peroxidase. O ASM aumentou a síntese de lignina e B. cereus não, enquanto que ASM diminuiu teor de fenóis e B. cereus não. O ASM reduziu a biomassa da planta, o que não ocorreu em plantas induzidas por B. cereus. Portanto, a resistência induzida por ASM apresenta elevado custo associado, enquanto que por B. cereus apresenta baixo custo, necessitando a indução de resistência ser melhor explorada e estudada para potencializar seu uso em feijoeiro.

Análise de danos de colheita de madeira em floresta tropical úmida sob regime de manejo florestal sustentado na Amazônia ocidental

Procurou-se identificar, qualificar e quantificar a intensidade de danos causados pela colheita florestal em uma área com floresta primária explorada (FPE), tendo com testemunha uma área com floresta primária não-explorada (FPNE), com 202 e 204 ha, respectivamente. Na FPNE, foram avaliados os danos decorrentes de causas naturais. As áreas de FPE e de FPNE localizam-se no município de Manicoré, Estado do Amazonas. Realizou-se o inventário utilizando o método de amostragem aleatória, em ambas as áreas. As amostragens foram executadas em dois níveis de inclusão de DAP. No nível I foram instaladas cinco parcelas de 100 x 100 m (1 ha), onde foram inventariadas todas as árvores com DAP > ou = 15 cm. No nível II, as parcelas do nível I foram divididas sistematicamente em subparcelas de 10 x 10 m (100 m²), tendo sido amostradas aleatoriamente cinco subparcelas por parcela do nível I, totalizando 2.500 m², onde foram inventariados todos os indivíduos (varejões) com 5,0 <= DAP < 15 cm. As análises dos danos decorrentes de causas naturais indicaram que na FPNE apenas 10% da vegetação adulta remanescente apresentou danos. Na FPE, os danos causados pelas operações de colheita florestal, incluindo-se o corte e o arraste de toras, totalizaram 29%. As modificações na estrutura diamétrica da FPE foram maiores nas maiores classes de DAP, em que, em geral, foram constatadas reduções de 27, 29 e 30%, respectivamente, no número de árvores (n/ha), na área basal (m²/ha) e no volume (m³/ha). Essa redução de estoque foi considerada normal, uma vez que a amostragem foi realizada imediatamente após a execução das operações de colheita florestal.

Produção de biomassa e crescimento de árvores de Schizolobium amazonicum (Huber) Ducke sob diferentes espaçamentos na região de mata

O ensaio foi conduzido no município de Sinop, Estado de Mato Grosso. Aos 60 meses de idade foram avaliados a altura total, o diâmetro à altura do peito (DAP), o número de plantas danificadas pelo vento e a produção de biomassa da parte aérea de Schizolobium amazonicum, em diferentes densidades populacionais e espaçamentos. Os resultados demonstram que o crescimento em altura e DAP foram influenciados nos diferentes espaçamentos estudados. Quarenta e sete plantas úteis foram danificadas pelo vento, e quanto à biomassa o espaçamento 4x4 m resultou em produção de biomassa superior à dos demais espaçamentos.

Produção e distribuição de biomassa em Eucalyptus camaldulensis Dehn. em resposta à adubação e ao espaçamento

Plantas de Eucalyptus camaldulensis sob quatro níveis de adubação foram estabelecidas em quatro espaçamentos, na região dos cerrados, em Minas Gerais, com o objetivo de avaliar a influência destas variáveis na produção e no acúmulo de biomassa nas plantas. Os espaçamentos foram constituídos por uma distância fixa entre as linhas de 3 m e distância entre as plantas na linha de 2, 3, 4 e 5 m. A adubação consistiu de níveis proporcionais crescentes de uma combinação de fertilizantes denominados 0, 1, 2 e 4. A produção e a alocação de biomassa foram avaliadas aos 20 e 32 meses de idade. Equações de regressão foram ajustadas, utilizando-se dados obtidos aos 32 meses de idade, para estimativa da produção de biomassa da parte aérea e da madeira. A produção média de biomassa da madeira, aos 32 meses, foi 71, 120 e 98% superior nos níveis de adubação 1, 2 e 4, respectivamente, quando comparadas com plantas no nível 0. A adubação promoveu redução na relação raiz/parte aérea, tendo sido 0,87, 0,70, 0,67 e 0,59, para níveis crescentes de adubação. A produção de biomassa da parte aérea e da madeira, por planta, aumentou com o espaçamento entre as plantas, ou seja, maior produção foi obtida no espaçamento mais amplo (3 x 5 m), sendo a produção por unidade de área maior nos menores espaçamentos. A produção de biomassa apresentou comportamento quadrático, tendo as maiores produções, por unidade de área e por planta, sido obtidas entre os níveis de adubação 2,7 e 2,8.

Efeito da exploração florestal seletiva em uma floresta estacional semidecidual

O objetivo deste trabalho foi avaliar a capacidade de sustentação de uma floresta nativa explorada, mediante o conhecimento da estrutura da floresta antes e após a exploração florestal, buscando recomendar medidas para minimizar os impactos causados pelas atividades de exploração sobre a vegetação adulta remanescente. Observou-se aumento no número de espécies e famílias dois anos após a exploração, em nível das adultas, ou seja, DAP > 5 cm, em razão do ingresso de espécies, o mesmo não sendo observado para classes menores que esta. O padrão de distribuição das espécies foi bastante afetado pela exploração, mas devido ao dinamismo da floresta ele deverá ser avaliado na época da próxima exploração.

Uso de informações obtidas no transporte de madeira e no inventário florestal para estimar o volume em esteréos

O objetivo deste trabalho foi desenvolver uma metodologia para estimação do volume em estéreos sem uma amostragem prévia do empilhamento das toras. Os dados necessários são provenientes do inventário florestal e do transporte da madeira. Foi adotado o "método dos espaços vazios" para ilustrar o emprego das informações supracitadas. Foram utilizados dados de 91 parcelas de inventário pré-corte e de transporte do volume de um plantio de híbrido Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla, com uma área de 243,1 ha. As equações geradas para estimar o volume em estéreos resultaram em um erro de -0,76% ou -2,34 st/ha para a equação advinda de deduções do método dos espaços vazios e de 4,54% ou 11,61 st/ha para a equação gerada com o emprego do modelo de taper de Demaerschalk. Estes resultados evidenciam que a metodologia apresentada gera resultados promissores, permitindo utilizar informações representativas da situação de uso da unidade estéreos.

Mapeamento conceitual da visão de sustentabilidade de diferentes atores do setor florestal brasileiro

A opção por uma estratégia que conduza a mudanças efetivas no setor florestal requer o estabelecimento de uma visão compartilhada de sustentabilidade, que contribua para a consolidação de instituições e que oriente as respostas empresariais. Este estudo foi desenvolvido com o objetivo de identificar quais seriam os elementos que compõem a visão de sustentabilidade para o setor, a partir da opinião de diversos atores sociais que participam de seu campo organizacional. Aplicou-se a técnica de Mapeamento Conceitual, utilizando o programa CONCEPT SYSTEM versão 1.75 para processamento dos dados. As declarações geradas foram agrupadas em seis temas, que abrangeram elementos do manejo florestal ambientalmente adequado, socialmente justo e economicamente viável. Para compor a visão de sustentabilidade do setor florestal brasileiro, os participantes consideraram mais importantes os grupos de conceitos "Floresta e Sociedade" e "Conservação Ambiental". As respostas foram comparadas por segmento e considerou-se o nível de importância aplicado aos elementos da visão de sustentabilidade como um reflexo das regras, dos padrões e dos valores cognitivos dos representantes dos interesses econômicos, sociais e ambientais.