Seleção, avaliação e utilização de uma levedura personalizada para a produção de etanol

Pós-graduação em Microbiologia - IBILCE

Produção de amilases de Rhizopus microsporus var. oligosporus e hidrólise enzimática do bagaço de mandioca visando a produção de etanol por Saccharomyces cerevisiae

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Produção de amilases de Rhizopus microsporus var. oligosporus e hidrólise enzimática do bagaço de mandioca visando a produção de etanol por Saccharomyces cerevisiae

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Produção de biohidrogênio a partir de soro de leite em AnSBBR com recirculação da fase líquida

O presente estudo investigou a aplicação de dois tipos de AnSBBR (reatores anaeróbio com biofilme e operados em batelada e batelada alimentada sequenciais: com recirculação da fase líquida e com agitação) para produção de biohidrogênio tratando água residuária sintética (a base de soro de leite e lactose, respectivamente). O AnSBBR com recirculação da fase líquida, que foi o estudo principal do presente trabalho, apresentou problemas na produção de hidrogênio utilizando soro de leite como substrato. Algumas alternativas, como adaptação da biomassa com substratos puros de degradação mais fácil, controle do pH em valores muito baixos e diferentes formas de inoculação foram testadas, entretanto, sem obtenção de sucesso. A solução do problema foi obtida ao refrigerar o meio de alimentação a 4ºC para evitar a fermentação no frasco de armazenamento, retirar a ureia e a suplementação de nutrientes, e realizar lavagens periódicas do material suporte para retirada de parte da biomassa. Dessa forma eliminaram-se indícios de produção de H2S por possível ação de bactérias redutoras de sulfato (BRS) e atingiu-se uma produção estável de hidrogênio sem, entretanto, eliminar completamento o metano, que foi produzido em baixas concentrações. Depois de atingida a estabilidade, investigou-se a influência da concentração afluente de substrato, do tempo de enchimento e da temperatura na produção de biohidrogênio no AnSBBR com recirculação da fase líquida tratando soro de leite. O estudo da concentração afluente apresentou um ponto ótimo para a concentração de 5400 mgDQO.L-1, atingindo valores de 0,80 mol H2.mol-1 lactose e de 660 mL H2.L-1.d-1. O estudo do tempo de enchimento apresentou resultados similares para as condições analisadas. Com relação à temperatura, os melhores resultados foram obtidos com a temperatura mais baixa testada de 15ºC (1,12 mol H2.mol lactose-1 e 1080 mL H2.L-1.d-1), sendo que na temperatura mais alta testada (45°C) não ocorreu produção de hidrogênio. Para o AnSBBR com agitação mecânica, que foi um estudado complementar realizado pelo fato da lactose ser o principal complemento do soro de leite, o desempenho do biorreator foi avaliado de acordo com influência conjunta do tempo de ciclo (tC – 2, 3 e 4 h), da concentração afluente (CSTA – 3600-5400 mgDQO.L-1) e da carga orgânica volumétrica aplicada (COAV – 9,3, 12,3, 13,9, 18,5 e 27,8 mgDQO.L-1.d-1). Foram obtidos excelentes resultados: consumos de carboidratos (lactose), com valores médios sempre acima de 90% e uma produção estável de biohidrogênio em todas as condições estudadas, com metano em baixas concentrações apenas na condição de maior COAV. A diminuição do tC apresentou tendência clara de melhora sobre o RMCRC,n (rendimento molar entre hidrogênio produzido e carboidrato removido) apenas para as condições com menor concentração CSTA, havendo uma relação direta entre CSTA, e RMCRC,n em todos os valores de tC, exceto para o tempo de ciclo de 3 h, exatamente onde ocorreu produção de metano. O melhor valor de RMCRC,n obtido na operação com lactose (1,65 mol H2.mol Carboidrato-1) foi superior aos obtidos em outros trabalhos utilizando a mesma configuração de reator e sacarose como substrato. As análises filogenéticas mostraram que a maioria dos clones analisados foi semelhante à Clostridium. Além destes, clones filogeneticamente semelhantes com a Família Lactobacilaceae, especificamente Lactobacillus rhamnosus foram observados em menor porcentagem no reator, assim como clones com sequências semelhantes a Acetobacter indonesiensis.

Tratamento de soro de queijo no ASBR: influência da estratégia de alimentação

Avaliou-se o desempenho do reator anaeróbio em batelada seqüencial com biomassa imobilizada (ASBBR) no tratamento de soro de queijo quanto submetido a diferentes estratégias de alimentação e cargas orgânicas volumétricas (COV). O reator operou com agitação mecânica através de impelidor do tipo hélice na rotação de 500 rpm. Um volume de 2 litros foi alimentado por ciclo com 1 litro de volume residual, totalizando 3 litros. O substrato utilizado foi soro de queijo desidratado reconstituído. Suplementou-se o sistema com NaHCO3 na razão de 50% NaHCO3/DQO. Foram testadas as seguintes COVs: 2, 4, 8 e 12 gDQO/l.d. Para ciclos de 8 horas e em cada COV, três estratégias de alimentação foram testadas: (a) operação em batelada com ciclo de 8 horas, (b) batelada alimentada de 2 horas (c) batelada alimentada de 4 horas. Na COV de 2 gDQO/l.d, a conversão de matéria orgânica como DQO em amostras filtradas foi de 92, 96 e 91% para as estratégias de alimentação (a), (b) e (c), respectivamente. Para a COV de 4 gDQO/l.d, o desempenho foi de 94, 97 e 93%, respectivamente. Para a COV de 8 gDQO/l.d houve redução nas eficiências de conversão a 83, 85 e 86%, respectivamente. O aumento da COV para 12 gDQO/l.d, resultou na redução em eficiências de 72, 73 e 81%, respectivamente. Os perfis durante os ciclos da concentração de ácidos voláteis totais mostraram que, apesar do aumento gradual com o tempo de enchimento aumentando, nenhuma diferença significativa foi detectada em termos dos seus valores máximos. Foi observada a redução de ácido propiônico como conseqüência do aumento do tempo de enchimento. Assim, para COV de 2 e 4 gDQO/l.d, a estratégia de alimentação (b) proporcionou maiores eficiências de conversão e estabilidade operacional, enquanto que este comportamento foi observado na estratégia de alimentação (c) para os valores de COV de 8 e 12 gDQO/l.d.

Estudo experimental e modelagem do processo de sacarificação e fermentação simultânea utilizando bagaço de cana-de-açúcar para produção de etanol

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq

Remoção de fósforo de efluentes da parboilização de arroz por absorção biológica estimulada em reator em batelada sequencial (RBS)

O efluente do arroz parboilizado contém altas concentrações de fósforo. Um reator em batelada seqüencial (RBS) alimentado com efluente de reator UASB, operou com três fases anaeróbias e aeróbias e tempo de detenção de sólidos (TDS) de 25 d, 15 d, 10 d e 5d e tempo de reação (tR) de 1 d, 2 d e 3 d com e sem a adição de ácido acético (HAc). O reator operou com o efluente do equalizador em duas fases tratando com TDS de cinco dias. A eficiência foi calculada pela relação entre a massa de fósforo suspenso descartada e a massa total alimentada. O maior potencial de remoção de 46,14 mg ocorreu operando-se com uma fase anaeróbia e uma aeróbia com adição de HAc. O tR de um dia tem a maior possibilidade de aumento da eficiência pelo incremento do descarte de biomassa. A operação com TDS menores obtém as maiores eficiências de remoção. A capacidade de remoção é melhor utilizada com TDS de cinco dias. A maior eficiência (E=17,82%) foi obtida tratando o efluente do reator UASB com TDS de cinco dias, com duas fases, sem a adição HAc.

Estudo do comportamento térmico de uma caldeira com ante-fornalha alimentada a biomassa florestal

As caldeiras são equipamentos de extrema importância na maioria das indústrias portuguesas. É prática frequente os projectos de caldeiras possuírem apenas cálculos de materiais ou estruturais, nunca abordando as questões térmicas das mesmas. Neste contexto surge o presente trabalho que teve como principal objectivo estudar e modelar o comportamento térmico de uma caldeira alimentada a biomassa florestal. A caldeira em estudo é uma caldeira tubos de fumo com ante-fornalha, alimentada a biomassa e com pressão de funcionamento de 10 bar. A primeira parte do trabalho consistiu no levantamento de toda a informação relativa aos aspectos construtivos da caldeira e as condições de operação da mesma, através da consulta do seu projecto. O estudo do comportamento térmico da caldeira foi dividido em 2 partes: a modelação do comportamento térmico na ante-fornalha seguido da modelação do comportamento térmico do feixe tubular. Na ante fornalha admitiu-se que o calor seria transferido do gás para as paredes da mesma por convecção e por radiação, tendo-se utilizado o Método de Hottel para modelar a transferência de calor por radiação. No feixe tubular a transferência de calor por radiação foi desprezada, tendo-se considerado apenas transferência de calor por condução e convecção entre os gases quentes e a água. Os resultados obtidos mostram que, na ante-fornalha, o peso da potência transferida por radiação (96%) é muito superior à potência transferida por convecção (4%), tendo-se obtido os valores de 384,8 kW e de 16,0 kW para a potência térmica transferida por radiação e por convecção, respectivamente. O valor obtido para a temperatura dos gases na ante-fornalha foi de 1085 K. No feixe tubular a potência térmica transferida por convecção foi de 2559 kW tendo-se obtido o valor de 240ºC para a temperatura de exaustão dos gases pela chaminé. As perdas para o exterior foram estimadas em 1,5 %. O balanço global de energia à caldeira indicou um peso para a potência transferida por convecção de 86,3% e para a potência transferida por radiação de 13,6%. O rendimento da caldeira foi calculado pelo método das perdas tendo-se obtido o valor de 39%.

Adsorção de cromo (VI) por carvão ativado granular de soluções diluídas utilizando um sistema batelada sob pH controlado

Na Amazônia o cromo é empregado principalmente na indústria de couro e de madeira, sendo responsável por vários problemas de saúde porque é tóxico para os seres vivos. A remoção de cromo de efluentes industriais é feita por meio de diversos processos como a adsorção. Este trabalho mostra os resultados da adsorção de Cr(VI) por carvão ativado granular comercial (CAG) como adsorvente de soluções diluídas empregando um sistema de adsorção batelada com controle de pH. Os grupos funcionais da superfície do CAG foram determinados pelo método de Boehm. Além disso, o efeito do pH na adsorção de Cr(VI), o equilíbrio e a cinética de adsorção foram estudados nas condições experimentais (pH = 6, MA = 6g, tempo de adsorção 90min.). Na superfície do CAG, os grupos carboxílicos foram determinados em maior concentração (MAS=0,43 mmol/gCAG), estes, presentes em concentrações elevadas aumentam a adsorção do metal, principalmente em valores de pH ácidos. A capacidade de adsorção é dependente do pH da solução, devido a sua influência nas propriedades de superfície do CAG e nas diferentes formas iônicas das soluções de Cr(VI). Os dados de equilíbrio da adsorção foram ajustados satisfatoriamente pela isoterma de Langmuir (R²=0,988), tipo favorável. A partir da cinética de adsorção a 5mg/L e 20mg/L, os resultados obtidos foram compatíveis com o valor limite preconizado na legislação nacional (Res. nº 357/05). Portanto, para o sistema experimental utilizando CAG foi eficiente na remoção de Cr(VI) a partir de correntes líquidas contendo baixas concentrações do metal.

Biologia comparada de Nusalala uruguaya (Navás, 1923) (Neuroptera; Hemerobiidae) alimentada com diferentes espécies de afídeos: I. Fase de larva

A fase larval do predador Nusalala uruguaya (Navás, 1923) alimentada com pulgão-preto-dos-citros Toxoptera citricidus (Kirk), pulgão-da-couve Brevicoryne brassicae (L.) e pulgão-do-picao Dactynotus sp. foi estudada, em condições de laboratório à 25 ± 2°C, UR de 70±10% e fotofase de 14 horas. A espécie de presa consumida afetou a fase larval do predador, influenciando a duração e a viabilidade de cada instar, a largura da cápsula cefálica, o peso e o tamanho de suas larvas. Dactynotus sp. foi a espécie mais consumida e que propiciou o melhor desenvolvimento larval, sendo que T. citricidus acarretou 100% de mortalidade no primeiro instar. As larvas de N. uruguaya somente se alimentaram de pre-ovos e larvas da sua própria espécie.

Biologia de Psyllobora confluens alimentada com o fungo Erysiphe cichoracearum

O objetivo deste trabalho foi avaliar os aspectos biológicos de Psyllobora confluens alimentada com o fungo Erysiphe cichoracearum em folhas de quiabeiro. Larvas recém-eclodidas de P. confluens foram individualizadas e alimentadas diariamente com hifas e conídios do fungo, em folhas de quiabeiro, a 23,6±3 e 27,4±2ºC e fotófase de 12 horas. A duração dos estágios imaturos, os aspectos reprodutivos e a longevidade de P. confluens foram avaliados. O período de desenvolvimento de larva a adulto foi 20,5 dias a 23,6ºC e 16,6 dias a 27,4ºC. Em ambas as temperaturas, 80% das larvas de P. confluens atingiram a fase adulta. Fêmeas de P. confluens apresentaram período de oviposição de 32,7 dias, com capacidade diária e total de oviposição de 16,8 e 439,9 ovos, respectivamente. A longevidade das fêmeas foi de 46,1 dias e a dos machos 58,7 dias. P. confluens, ao se alimentar do fungo E. cichoracearum em folhas de quiabeiro, completa o ciclo de vida e apresenta elevados padrões de sobrevivência e reprodução.

Aspectos biológicos de Harmonia axyridis alimentada com duas espécies de presas e predação intraguilda com Eriopis connexa

O objetivo deste trabalho foi determinar os aspectos biológicos de Harmonia axyridis, alimentada com duas espécies de presas, e a ocorrência de predação intraguilda com Eriopis connexa. Larvas de H. axyridis foram alimentadas diariamente com ovos de Anagasta kuehniella ou com o pulgão Schizaphis graminum. Adultos da joaninha foram separados em dez casais que receberam o mesmo tipo de alimento da fase larval. Na avaliação da predação, uma larva de quarto instar de cada espécie foi mantida na presença ou ausência de abrigo e de ovos de A. kuehniella. A fase larval de H. axyridis durou 10,2 e 8,9 dias, quando alimentada com A. kuehniella e S. graminum, respectivamente. A sobrevivência do predador, em fase imatura, variou de 70 a 100%. A joaninha apresentou período de oviposição de 47,3 e 51,7 dias, com 887,6 e 822,5 ovos, ao se alimentar de A. kuehniella e S. graminum, respectivamente. A longevidade das fêmeas foi de 74,1 e 76,2 dias e a dos machos de 67,3 e 70,3 dias, em A. kuehniella e S. graminum, respectivamente. H. axyridis atuou como predador intraguilda e foi a espécie dominante na competição com E. connexa.

Crescimento, digestibilidade e resistência à infecção por patógeno em tilápia-do-nilo alimentada com probióticos

O objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da suplementação da dieta com os probióticos Lactobacillus plantarum e Saccharomyces cerevisiae, no desempenho zootécnico, digestibilidade e na resistência à infecção por patógeno, em alevinos de tilápia-do-nilo. Foram realizados três ensaios. No primeiro, durante 55 dias, seis grupos de 30 alevinos (2,4±0,5 g) receberam suplementação com probióticos, e outros três grupos não receberam suplementação. No final desse período, no segundo ensaio, os peixes foram desafiados com Aeromonas hydrophila, e a sobrevivência foi avaliada por 96 horas. No terceiro ensaio, com oito peixes por tanque (230,0±10,0 g), avaliou-se a digestibilidade da dieta após a suplementação com os probióticos. A suplementação probiótica melhora significativamente o ganho de peso, a conversão alimentar, as taxas de retenção proteica e energética, assim como a resistência dos animais a Aeromonas hydrophila, após a infecção. A suplementação com Saccharomyces cerevisiae à dieta de tilápia-do-nilo melhora significativamente a digestibilidade da proteína, energia e matéria seca.

Desarrollo larvario y número de estadios larvarios de "Pseudaletia unipuncta" alimentada con dos variedades de maíz y dos dietas semisintéticas

Pseudaletia ( Mythimna) unipuncta (Haworth) es una plaga defoliadora del maíz presente año tras año en la Cuenca del Ebro, que realiza en el maíz daños esporádicos pero a veces devastadores. La implantación creciente de maíz resistente a taladros ha producido, en la zona del presente estudio, la disminución casi total de los daños debidos a los taladros Sesamia nonagrioides (Lefebvre) y Ostrinia nubilalis (Hübner). Sin embargo, no se sabe aún cómo el incremento de maíz transgénico puede afectar a las poblaciones de P. unipuncta. Actualmente no hay datos sobre biología o parámetros del desarrollo de la especie en la Península Ibérica necesarios para evaluar los posibles efectos de las nuevas variedades utilizadas. Para ello es necesario primero establecer un método de cría adecuado y posteriormente iniciar los estudios sobre la biología de la misma. En el presente trabajo se planteó conocer diferentes parámetros del desarrollo larvario de poblaciones locales de P. unipuncta alimentada sobre hoja de maíz (variedades Tietar y PR33P66) y sobre dos dietas semisintéticas, una a base de alubias. Phaseolus vulgaris, y otra a base de maíz, Zea maya. Los resultados mostraron que las larvas desarrolladas en dieta a base de alubias sufrieron menor mortalidad, que las desarrolladas con planta o sobre la otra dieta, además el peso de las pupas resultantes fue mayor y presentaron menos malformaciones. En cuanto al numero de estadios larvarios, la mayoría pupó tras seis mudas larvarias, necesitando, las de dieta de maíz, estadios larvarios adicionales. Estos resultados indican que la dieta a base de alubias es la más adecuada para posteriores trabajos con esta especie.

Planejamento estatístico de experimentos como uma ferramenta para otimização das condições de biossorção de Cu(II) em batelada utilizando-se casca de nozes pecã como biossorvente

In order to reduce the total number of experiments for achieving the highest amount of adsorbed Cu2+ (qmax) using pecan nutshells (Carya illinoensis) as biosorbent, a full 2(4) factorial design with two central points was carried out (mass of biosorbent- m, pH, initial metallic ion concentration- C0, time of contact- t). In order to continue the optimization of the system, a central composite surface analysis design with two factors and five central points was carried out. The maximum amount of Cu2+ taken up by the pecan nutshells was 20 mg g-1. These results were confirmed by determining a Cu2+ isotherm using the best conditions attained by the statistical design of experiments.