Palma forrageira (Opuntia ficus indica e Nopalea cochenillifera) como matéria-prima para produção de etanol celulósico e enzimas celulolíticas

The need for new sources of energy and the concern about the environment have pushed the search for renewable energy sources such as ethanol. The use of lignocellulosic biomass as substrate appears as an important alternative because of the abundance of this raw material and for it does not compete with food production. However, the process still meets difficulties of implementation, including the cost for production of enzymes that degrade cellulose to fermentable sugars. The aim of this study was to evaluate the behavior of the species of cactus pear Opuntia ficus indica and Nopalea cochenillifera, commonly found in northeastern Brazil, as raw materials for the production of: 1) cellulosic ethanol by simultaneous saccharification and fermentation (SSF) process, using two different strains of Saccharomyces cerevisiae (PE-2 and LNF CA-11), and 2) cellulolytic enzymes by semi-solid state fermentation (SSSF) using the filamentous fungus Penicillium chrysogenum. Before alcoholic fermentation process, the material was conditioned and pretreated by three different strategies: alkaline hydrogen peroxide, alkaline using NaOH and acid using H2SO4 followed by alkaline delignification with NaOH. Analysis of composition, crystallinity and enzymatic digestibility were carried out with the material before and after pretreatment. In addition, scanning electron microscopy images were used to compare qualitatively the material and observe the effects of pretreatments. An experimental design 2² with triplicate at the central point was used to evaluate the influence of temperature (30, 40 and 45 °C) and the initial charge of substrate (3, 4 and 5% cellulose) in the SSF process using the material obtained through the best condition and testing both strains of S. cerevisiae, one of them flocculent (LNF CA-11). For cellulase production, the filamentous fungus P. chrysogenum was tested with N. cochenillifera in the raw condition (without pretreatment) and pretrated hydrothermically, varying the pH of the fermentative medium (3, 5 and 7). The characterization of cactus pear resulted in 31.55% cellulose, 17.12% hemicellulose and 10.25% lignin for N. cochenillifera and 34.86% cellulose, 19.97% hemicellulose and 15.72% lignin for O. ficus indica. It has also been determined, to N. cochenillifera and O. ficus indica, the content of pectin (5.44% and 5.55% of calcium pectate, respectively), extractives (26.90% and 9.69%, respectively) and ashes (5.40% and 5.95%). Pretreatment using alkaline hydrogen peroxide resulted in the best cellulose recovery results (86.16% for N. cochenillifera and 93.59% for O. ficus indica) and delignification (48.79% and 23.84% for N. cochenillifera and O. ficus indica, respectively). This pretreatment was also the only one which did not increase the crystallinity index of the samples, in the case of O. ficus indica. However, when analyzing the enzymatic digestibility of cellulose, alkali pretreatment was the one which showed the best yields and therefore it was chosen for the tests in SSF. The experiments showed higher yield of conversion of cellulose to ethanol by PE-2 strain using the pretreated N. cochenillifera (93.81%) at 40 °C using 4% initial charge of cellulose. N. cochenillifera gave better yields than O. ficus indica and PE-2 strain showed better performance than CA-11. N. cochenillifera proved to be a substrate that can be used in the SSSF for enzymes production, reaching values of 1.00 U/g of CMCase and 0.85 FPU/g. The pretreatment was not effective to increase the enzymatic activity values

Viabilidade técnica de uma rota não convencional para a produção de leite de cabra em pó em cooperativas do Rio Grande do Norte

Nowadays, Brazil has both the greatest goat herd and the greatest goat milk production of South America. The state of Rio Grande do Norte, located in northeast of Brazil, has an average year production of three thousand cubic meters of goat milk in natura. Part of this milk production is homemade and it comes from small farms, which unite in rural cooperatives created to encourage the production and implementation of industrial processes for preservation and processing of milk. Results presented by literature and obtained from preliminary essays in this thesis show that non conventional dryer of spouted bed with inert particles is able to produce powder milk from in natura milk (cattle or goat), with the same quality of spray dryer, however, operating at low cost. The method of drying in spouted bed consists of injecting milk emulsion on the bed of inert particles gushed by hot air. This emulsion covers the particles with a thin film, which dries and is reduced to powder during the circulation of inerts inside the bed. The powder is dragged by exhaustion air and separated in the cyclone. The friction among particles resulted from the particles circulation, encourages high taxes of shear in the thin film of emulsion, breaking the cohesive forces and making this process possible. Studying the drying process and the powder goat milk production in one unit of spouted bed with inert particles, seeing the development of a low cost technological route for powder milk production is the aim of this thesis. The powder milk produced by this route must attend the local demand of food industries which need an intermediate product to be used as a food ingredient (ice-cream, milk candy). In order to reach this aim, this thesis approaches the aspects related to physical, thermodynamics and physic-chemicals characteristics of goat milk, whose complete data are still inexistent in the literature. The properties of materials are of great importance to the project of any process which involves the operations of transportation of movement, heat and mass quantity, such as the dryers which operate in fluid dynamically active regime, like the spouted bed. It was obtained new data related to the goat milk properties in function of concentration of solids and temperature. It is also important to mention the study developed about the kinetic of solids retention in the bed of inert particles during the drying of goat milk. It was found more adequate processes conditions to the proposed technological route to be implemented in small and micro-industries, with simplifications in the system of milk injection as well as in the form of operation of the dryer. Important data were obtained for a posterior stage of this research which involves the v modeling, simulation, control and optimization of the process. The results obtained in this thesis, in relation to process performance as well as to the quality of produced powder milk validate the proposal of using the spouted bed dryer in the production of powder goat milk

Integração agricultura-pecuária em plantio direto: produção de forragem e resíduo de palha após pastejo

O objetivo deste trabalho foi verificar, no sistema integração agricultura-pecuária, a possibilidade de utilizar uma cultura para pastejo cujos resíduos permitam produção de palha suficiente para a manutenção do plantio direto, bem como avaliar a produção da forrageira e do resíduo em diferentes distâncias em relação ao centro do pivô, em três épocas, e o desempenho econômico do sistema. Avaliaram-se o impacto do pastejo rotacionado de sorgo forrageiro em plantio direto, sob irrigação em um pivô central de 75 ha, sobre a produção de matéria seca do sorgo forrageiro, a quantidade de resíduos, o custo de produção e o ganho de peso animal. O ensaio foi conduzido num Latossolo Vermelho Distrófico. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos ao acaso, com parcelas subdivididas, com quatro tratamentos principais: locais de amostragem em diferentes distâncias em relação ao centro do pivô; três tratamentos secundários (ciclos de pastejos) e sete repetições (sete piquetes de 9,37 ha para pastejo, dispostos na forma de pizza). Os resultados permitiram concluir que: a produção do sorgo forrageiro foi suficiente para permitir um ganho 621 kg ha-1 de peso vivo e a quantidade de resíduos de sorgo após o pastejo foi suficiente para suprir o aporte anual de matéria seca de palha necessária para a manutenção do plantio direto; a área, após os pastejos, continuou passível de ser explorada no sistema de plantio direto, e o sistema pesquisado mostrou-se técnica e economicamente viável.

Análise econômica da produção de feijão em função de doses de nitrogênio e coberturas vegetais

O nitrogênio é o nutriente aplicado em maior quantidade à cultura do feijão, o mais limitante ao crescimento e desenvolvimento das plantas e o que mais onera o custo de produção. Uma boa opção para o produtor diminuir custos, com a utilização de fertilizantes nitrogenados, é a utilização de plantas de cobertura do solo, também conhecidas como adubos verdes. Assim, este trabalho objetivou avaliar os custos de produção e índices de lucratividade de diferentes tratamentos envolvendo coberturas vegetais e doses de nitrogênio em cobertura, na cultura do feijoeiro irrigado, em sistema plantio direto, nas safras de inverno de 2010 e 2011. O trabalho foi realizado em área experimental localizada no município de Selvíria (MS), em Latossolo Vermelho distrófico típico. Os tratamentos constituíram-se de seis coberturas vegetais (Crotalaria juncea, milheto, guandú, Crotalaria juncea + milheto, guandú + milheto e pousio) e quatro doses de N (0 kg ha-1, 30 kg ha-1, 60 kg ha-1 e 90 kg ha-1). Foram estimados o custo operacional total, receita bruta, lucro operacional, índice de lucratividade, produtividade de equilíbrio e o preço de equilíbrio. Concluiu-se que o uso da Crotalaria juncea, como cobertura vegetal do solo, proporcionou os maiores valores de custo operacional total e lucro operacional e os melhores índices de lucratividade, e que o incremento nas doses de nitrogênio aumentou o custo operacional total, com tendência de aumento na produtividade e, consequentemente, no preço de equilíbrio.

Rentabilidade da produção orgânica de alface em função do ambiente, preparo do solo e época de plantio

Além da produtividade física e da conservação do solo, o cultivo protegido e o preparo do solo, na olericultura, requerem altos investimentos, muito trabalho e insumos externos. Assim, o objetivo deste trabalho, foi identificar combinações entre ambiente, preparo do solo e época de plantio capazes de melhorar o desempenho econômico e a produtividade da cultura da alface em cultivo orgânico, em Rio Branco, Acre. O cultivo foi realizado em quatro tipos de ambientes: 1 - sombreamento proporcionado em 52% sob latada de maracujá; 2 - 35% de sombreamento sob estufa; 3 - 50% sob tela de sombreamento; e, 4 - cultivo a pleno sol (testemunha), considerando cada ambiente como um experimento, que avaliou-se três preparos de solo (plantio direto, cultivo mínimo e preparo convencional) em duas épocas de plantio (estiagem e chuvosa), sob delineamento de blocos ao acaso, com quatro repetições. Considerou-se como custo de produção a soma de todos os valores (insumos) e operações (serviços) utilizados no processo produtivo, incluindo-se os respectivos custos alternativos ou de oportunidade e a depreciação das instalações. O cultivo em estufa e sob tela de sombreamento aumenta a produtividade em época de estiagem, enquanto em época chuvosa, a produtividade é maior em cultivo sob estufa. O plantio direto e cultivo mínimo a pleno sol ou cultivo mínimo sob tela de sombreamento promovem maior produtividade no preparo convencional do solo. Proporcionam lucro supernormal (RMe > CTMe): o cultivo na época chuvosa (verão); sob sombreamento de latada de maracujá-amarelo; a pleno sol; o preparo convencional do solo sob latada e o plantio direto a pleno sol.

Análise econômica da produção de acerola para mesa, em Jales-SP: um estudo de caso

Este trabalho foi realizado no município de Jales, localizado na região noroeste do Estado de São Paulo, com o objetivo de analisar economicamente o cultivo da acerola para mesa. Para se estimar a matriz de coeficientes técnicos, os custos de implantação e produção e os indicadores de lucratividade da cultura, os dados foram levantados junto a um produtor e técnicos da região, em 2000. Os custos de implantação e formação da cultura nos dois primeiros anos atingiram R$2.462,09/ha, e a receita líquida estimada para a acerola a partir do 5º ano foi de R$9.061,55, correspondendo a um índice de lucratividade de 59,23%, resultado bastante atraente, principalmente para produtores interessados em diversificarem suas atividades voltadas especificamente para a fruticultura.

FÉCULA E FARELO DE MANDIOCACOMO SUBSTRATO NA PRODUÇÃO DE CICLODEXTRINAS

Ciclodextrinas (CDs) são oligossacarídeos cíclicos, não redutores, capazes de formar complexos de inclusão com outras moléculas, modificando suas características químicas e físicas. São de interesse industrial, mas o fator limitante para sua utilização ainda é o alto custo de produção. Devido à sua pureza e ao teor de amilopectina, a fécula de mandioca se apresenta como substrato potencial para a produção de CDs, tendo mais de 95% de amido. Outro substrato potencial é o farelo, resíduo da extração da fécula de mandioca, com cerca de 70% de amido e custo consideravelmente inferior ao da fécula. O objetivo deste trabalho foi avaliar a produção de CDs usando fécula e farelo de mandioca como substratos, empregando ciclodextrina glucosiltransferase (CGTase; E. C. 2.4.1.19) proveniente de Bacillus macerans. A conversão do amido em a-CDs foi de 19% para a fécula e 21% para o farelo. Para b-CDs, os valores foram de 27% e 15% para a fécula e o farelo, respectivamente. A proporção de a: b-CDs produzidas a partir da fécula foi de 1,0:1,4, enquanto que para o farelo foi de 1,5:1,0. Após 4 horas a 50ºC houve considerável perda da atividade enzimática, indicando tendência de estabilização da reação.

Análise econômica da produção de carne de cordeiros sob dois sistemas de terminação: pastagem e confinamento

Foram analisados os custos de produção e o retorno econômico do quilograma de carcaça, de 13 cordeiros Corriedale (C), 14 Bergamácia x Corriedale (BC) e 9 Hampshire Down x Corriedale (HC), em pastagem de Cynodon dactylon e 10 C, 11 BC e 8 HC em confinamento, recebendo ração completa, com 18% de proteína bruta e 72% de nutrientes digestíveis totais, idênticos ao da pastagem. A lotação utilizada foi de 20 cordeiros/ha. No confinamento, considerou-se 0,5m²/cordeiro. A despesa total para terminação dos cordeiros na pastagem foi R$2.382,40 e para terminação em confinamento foi R$2.918,40, com as respectivas receitas de R$3.686,90 e R$4.498,03. O custo de produção do kg de carcaça dos cordeiros confinados (R$2,30), em valor absoluto foi superior, porém, muito próximo dos terminados em pastagem (R$2,26). O retomo econômico para os cordeiros terminados em confinamento (R$1.579,63) foi superior ao dos terminados em pastagem (R$1.304,50), mostrando uma diferença em valores absolutos de R$275,13 a favor dos cordeiros confinados. A produção de carne de cordeiro em confinamento é economicamente viável.

Metodologia experimental para avaliação de custos de produção e utilização de biodiesel: estudo de caso de quatro ésteres metílicos e óleo diesel comercial

Considerando que o Brasil detém uma vasta gama de matérias-primas para produção de biodiesel, e também que há a possibilidade de produção em pequena escala, prima-se por estudos de cunho econômico a partir de metodologias de fácil execução. O objetivo do trabalho foi demonstrar uma metodologia e sua aplicação para avaliação dos custos inseridos dentro do processo produtivo e de utilização do biodiesel. A metodologia foi aplicada a biodieseis originários de óleo de soja, girassol, frango e sebo bovino, dos quais se avaliaram economicamente os custos fixos e variáveis para conversão química dos óleos e gorduras em ésteres metílicos, em uma planta de produção experimental. Os custos de produção para cada uma das quatro citadas são distintos em função do valor inicial por litro de cada uma. Também fora avaliado o custo específico e o consumo específico de cada um dos biodieseis, a fim de determinar a diferença em relação ao óleo diesel comercial. No estudo de caso, os resultados mostraram vantagens para o óleo diesel, tanto no custo quanto no consumo. Comparando-se os biodieseis, o de sebo bovino apresentou-se com o menor custo de produção e o menor consumo.

Avaliação energética e econômica da substituição de tubetes de plástico por tubetes biodegradáveis na produção de mudas de aroeira - Schinus terebinthifokius Raddi

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Produção e utilização de farinha de mandioca comum enriquecida com adição das próprias folhas desidratadas para consumo alimentar

Pós-graduação em Agronomia (Energia na Agricultura) - FCA

Produção e custos de transporte: um estudo de caso da Usina da Barra, Barra Bonita-SP

Pós-graduação em Agronomia (Energia na Agricultura) - FCA

Otimização do uso de lenha e cavaco de madeira para produção de energia em agroindústria seropédica

Pós-graduação em Agronomia (Energia na Agricultura) - FCA

Previsão dos custos de produção por intermédio de séries temporais

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Produção e caracterização física e mecânica de compósito plástico-madeira

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)