Liquid-liquid extraction by mixed micellar systems: A new approach for clavulanic acid recovery from fermented broth

This work is the first attempt to apply aqueous two-phase mixed micellar systems (ATPMS) of the nonionic surfactant Triton X-114 and the anionic one AOT to extract clavulanic acid (CA) from broth fermented by Streptomyces clavuligerus. Cloud points were determined in McIlvane buffer pH 6.5 with or without NaCl, and diagram phases/coexistence curves were constructed. CA partition was investigated following a 2(4)-full factorial design in which AOT (0.022, 0.033 and 0.044% w/w), Triton X-114 (1.0, 3.0 and 5.0% w/w) and NaCl (0, 2.85 and 5.70% w/w) concentrations and temperature (24,26 and 28 degrees C) were selected as independent variables, and CA partition coefficient (K(CA)) and yield in the top phase (eta(CA)) as responses. CA partitioned always to the top, micelle-poor phase. The regression analysis pointed out that NaCl concentration and interaction between temperature and Triton X-114 concentration had statistically significant effects on K(CA), while eta(CA) was mainly influenced by temperature, Triton X-114 concentration and their interaction. Different ATPMS compositions were then needed to maximize these responses, specifically 0.022% (w/w) AOT, 5% (w/w) Triton X-114 for K(CA) (2.08), and 0.044% (w/w) AOT, 1% (w/w) Triton X-114 for eta(CA) (98.7%), both at 24 degrees C without NaCl. Since at 0.022% (w/w) AOT, 1% (w/w) Triton X-114 and 28 degrees C without NaCl the system was able to ensure satisfactory intermediate results (K(CA) = 1.48; eta(CA) = 86.3%), these conditions were selected as the best ones. These preliminary results are of concern for possible industrial application, because CA partition to the dilute phase can simplify the subsequent purification protocol. (C) 2011 Elsevier B.V. All rights reserved.

Temperature and sowing date affect the linear increase of sunflower harvest index

The linearity of daily linear harvest index (HI) increase can provide a simple means to predict grain growth and yield in field crops. However, the stability of the rate of increase across genotypes and environments is uncertain. Data from three field experiments were collated to investigate the phase of linear HI increase of sunflower (Helianthus annuus L,) across environments by changing genotypes, sowing time, N level, and solar irradiation level. Linear increase in HI was similar among different genotypes, N levels, and radiation treatments (mean 0.0125 d(-1)). but significant differences occurred between sowings, The linear increase in HI was not stable at very low temperatures (down to 9 degrees C) during grain filling, due to possible limitations to biomass accumulation and translocation (mean 0.0091 d(-1)). Using the linear increase in HI to predict grain yield requires predictions of the duration from anthesis to the onset of linear HI increase (lag phase) and the cessation of linear RT increase. These studies showed that the lag phase differed, and the linear HI increase ceased when 91% of the anthesis to physiological maturity period had been completed.

Spoilage patterns of skim and whole milks

The reason for the reported difference in spoilage behaviour of skim and whole pasteurised milks was investigated The rates of growth of psychrotrophic bacteria were not significantly different in the two milks and the bacterial types. till pseudomonad, present at spoilage were also similar. However. when representative spoilage organisms were cultured into freshly pasteurised skim and whole milks, skim milks exhibited predominantly bitter flavours while whole milk showed mostly sour flavours. The different spoilage, behaviours can be largely explained by greater proteolysis in skim milk than in whole milk. caused by, higher production of protease and greater susceptibility of the protein to protease attack. In addition, lipolysis in whole milk, caused by the substantial quantities of lipase produced by spoilage pseudomonads in this milk. also contributes to the different flavours produced during cold storage of these milk types.

Low input tillage/cropping systems for limited resource areas

Agriculture in limited resource areas is characterized by small farms which an generally too small to adequately support the needs of an average farm family. The farming operation can be described as a low input cropping system with the main energy source being manual labor, draught animals and in some areas hand tractors. These farming systems are the most important contributor to the national economy of many developing countries. The role of tillage is similar in dryland agricultural systems in both the high input (HICS) and low input cropping systems (LICS), however, wet cultivation or puddling is unique to lowland rice-based systems in low input cropping systems. Evidence suggest that tillage may result in marginal increases in crop yield in the short term, however, in the longer term it may be neutral or give rise to yield decreases associated with soil structural degradation. On marginal soils, tillage may be required to prepare suitable seedbeds or to release adequate Nitrogen through mineralization, but in the longer term, however, tillage reduces soil organic matter content, increases soil erodibility and the emission of greenhouse gases. Tillage in low input cropping systems involves a very large proportion of the population and any changes: in current practices such as increased mechanization will have a large social impact such as increased unemployment and increasing feminization of poverty, as mechanization may actually reduce jobs for women. Rapid mechanization is likely to result in failures, but slower change, accompanied by measures to provide alternative rural employment, might be beneficial. Agriculture in limited resource areas must produce the food and fiber needs of their community, and its future depends on the development of sustainable tillage/cropping systems that are suitable for the soil and climatic conditions. These should be based on sound biophysical principles and meet the needs of and he acceptable to the farming communities. Some of the principle requirements for a sustainable system includes the maintenance of soil health, an increase in the rain water use efficiency of the system, increased use of fertilizer and the prevention of erosion. The maintenance of crop residues on the surface is paramount for meeting these requirements, and the competing use of crop residues must be met from other sources. These requirements can be met within a zonal tillage system combined with suitable agroforestry, which will reduce the need for crop residues. It is, however, essential that farmers participate in the development of any new technologies to ensure adoption of the new system. (C) 2001 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

Linking physiological and architectural models of cotton

Despite the strong influence of plant architecture on crop yield, most crop models either ignore it or deal with it in a very rudimentary way. This paper demonstrates the feasibility of linking a model that simulates the morphogenesis and resultant architecture of individual cotton plants with a crop model that simulates the effects of environmental factors on critical physiological processes and resulting yield in cotton. First the varietal parameters of the models were made concordant. Then routines were developed to allocate the flower buds produced each day by the crop model amongst the potential positions generated by the architectural model. This allocation is done according to a set of heuristic rules. The final weight of individual bolls and the shedding of buds and fruit caused by water, N, and C stresses are processed in a similar manner. Observations of the positions of harvestable fruits, both within and between plants, made under a variety of agronomic conditions that had resulted in a broad range of plant architectures were compared to those predicted by the model with the same environmental inputs. As illustrated by comparisons of plant maps, the linked models performed reasonably well, though performance of the fruiting point allocation and shedding algorithms could probably be improved by further analysis of the spatial relationships of retained fruit. (C) 2002 Elsevier Science Ltd. All rights reserved.

Crescimento, produção e rendimento dos clones da variedade ‘Conilon Vitória’ em condições de déficit hídrico e irrigado

O Estado do Espírito Santo é o maior produtor de grãos de café conilon do Brasil. Devido aos trabalhos na seleção de plantas produtivas, os avanços na produtividade desta cultura são mais pronunciados com a utilização da técnica da irrigação. A utilização da irrigação na cafeicultura possibilita a adoção de novas tecnologias de plantio, expansão da área produtiva, uniformização da produção diminuindo os grãos chochos e mal granados, além de mitigar os problemas da deficiência hídrica nos períodos críticos da cultura. Diante do exposto, objetivou-se com este estudo, avaliar o crescimento, a produção e o rendimento dos treze clones da variedade de café ‘Conilon Vitória’, em condições de déficit hídrico e irrigado. O experimento foi instalado no ano de 2010 no Instituto Federal do Espírito Santo, Campus Alegre, em esquema de parcelas subdivididas 3 x 13, sendo nas parcelas o manejo de irrigação em três níveis (irrigado, irrigado com déficit hídrico de 50% e sem irrigação) e nas subparcelas os clones da variedade ‘Conilon Vitória’ em treze níveis, em um delineamento em blocos casualizados, com três repetições. Cada parcela experimental foi constituída por cinco plantas úteis. O manejo da irrigação adotado foi via clima, onde a ETo foi estimada por meio da equação de Hargreaves e Samani (1985). Os dados foram submetidos à análise de variância e as médias comparadas pelo teste de Tukey para comparações entre o fator manejo e Scott-Knott para comparações entre o fator clone. O crescimento dos ramos das plantas foi diferenciado em relação ao manejo de irrigação aplicado. Plantas sem irrigação apresentaram maiores picos de crescimento. Plantas irrigadas apresentaram menores picos de crescimento dos ramos, porém, com maior período de crescimento. A produtividade média de plantas irrigadas foi cerca de 474,5% superior a plantas sem irrigação. A produtividade média de plantas irrigadas com déficit hídrico de 50% foi cerca de 329,6 % superior a plantas sem irrigação. O rendimento entre plantas irrigadas e irrigadas com déficit hídrico de 50% não diferiu. Já plantas sem irrigação apresentaram menor rendimento em todos os clones. A irrigação influenciou no tamanho dos grãos, plantas irrigadas apresentaram maiores percentagens de grãos retidos em peneiras 13 e superiores. Já plantas sem irrigação apresentaram maiores percentagens de grãos retidos na fundagem.

Crescimento, produção e rendimento dos clones da variedade ‘Conilon Vitória’ em condições de déficit hídrico e irrigado

O Estado do Espírito Santo é o maior produtor de grãos de café conilon do Brasil. Devido aos trabalhos na seleção de plantas produtivas, os avanços na produtividade desta cultura são mais pronunciados com a utilização da técnica da irrigação. A utilização da irrigação na cafeicultura possibilita a adoção de novas tecnologias de plantio, expansão da área produtiva, uniformização da produção diminuindo os grãos chochos e mal granados, além de mitigar os problemas da deficiência hídrica nos períodos críticos da cultura. Diante do exposto, objetivou-se com este estudo, avaliar o crescimento, a produção e o rendimento dos treze clones da variedade de café ‘Conilon Vitória’, em condições de déficit hídrico e irrigado. O experimento foi instalado no ano de 2010 no Instituto Federal do Espírito Santo, Campus Alegre, em esquema de parcelas subdivididas 3 x 13, sendo nas parcelas o manejo de irrigação em três níveis (irrigado, irrigado com déficit hídrico de 50% e sem irrigação) e nas subparcelas os clones da variedade ‘Conilon Vitória’ em treze níveis, em um delineamento em blocos casualizados, com três repetições. Cada parcela experimental foi constituída por cinco plantas úteis. O manejo da irrigação adotado foi via clima, onde a ETo foi estimada por meio da equação de Hargreaves e Samani (1985). Os dados foram submetidos à análise de variância e as médias comparadas pelo teste de Tukey para comparações entre o fator manejo e Scott-Knott para comparações entre o fator clone. O crescimento dos ramos das plantas foi diferenciado em relação ao manejo de irrigação aplicado. Plantas sem irrigação apresentaram maiores picos de crescimento. Plantas irrigadas apresentaram menores picos de crescimento dos ramos, porém, com maior período de crescimento. A produtividade média de plantas irrigadas foi cerca de 474,5% superior a plantas sem irrigação. A produtividade média de plantas irrigadas com déficit hídrico de 50% foi cerca de 329,6 % superior a plantas sem irrigação. O rendimento entre plantas irrigadas e irrigadas com déficit hídrico de 50% não diferiu. Já plantas sem irrigação apresentaram menor rendimento em todos os clones. A irrigação influenciou no tamanho dos grãos, plantas irrigadas apresentaram maiores percentagens de grãos retidos em peneiras 13 e superiores. Já plantas sem irrigação apresentaram maiores percentagens de grãos retidos na fundagem.

Relationship between fruit traits of custard apple trees (Annona squamosa L.)

The objective of this study was to estimate simple and partial coefficients of correlation, as well as to divide their effects into direct and indirect using path analysis for custard apple tree traits. Twenty half-sibling progenies were evaluated in a randomized block design with five replicates, and plots consisting of four plants. Six traits were evaluated in the first cropping season (mean number of seeds per fruit and mean weight of the pericarp, pulp, pedicel, seeds per fruit, and the whole fruit), while five traits were evaluated in the first three cropping seasons (mean fruit length and width, total number of fruits ha-1, mean fruit weight (in both types of analyses), and fruit yield in kg ha-1). The results of this work led to the conclusion that doing selection based on simple correlation estimates may not be convenient, since not always a cause and effect relationship can be verified between two traits. Positive correlations were obtained between number of seeds and seed weight, and between number of fruits and yield. The greatest direct effects were those obtained for pulp weight on fruit weight and for mean number and weight of fruits on fruit yield. The most important indirect effects were obtained for number of seeds and pericarp weight, obtained via pulp weight, on fruit weight, and for fruit length and width, obtained via mean fruit weight, on fruit yield.

Influence of LPG composition on straw applied one componente PU winter foam

O principal objectivo desta tese é obter uma relação directa entre a composição dos gases liquefeitos de petróleo (GLP), propano, n-butano e isobutano, usados como aerossóis propulsores numa lata de poliuretano de um componente, com as propriedades das espumas produzidas por spray. As espumas obtidas, terão de ter como requisito principal, um bom desempenho a temperaturas baixas, -10ºC, sendo por isso designadas por espumas de Inverno. Uma espuma é considerada como tendo um bom desempenho se não apresentar a -10/-10ºC (temperatura lata/ spray) glass bubbles, base holes e cell collapse. As espumas deverão ainda ter densidades do spray no molde a +23/+23ºC abaixo dos 30 g/L, um rendimento superior a 30 L, boa estabilidade dimensional e um caudal de espuma a +5/+5ºC superior a 5 g/s. Os ensaios experimentais foram realizados a +23/+23ºC, +5/+5ºC e a -10/-10ºC. A cada temperatura, as espumas desenvolvidas, foram submetidas a testes que permitiram determinar a sua qualidade. Testes esses que incluem os designados por Quick Tests (QT): o spray no papel e no molde das espumas nas referidas temperaturas. As amostras do papel e no molde são especialmente analisadas, quanto, às glass bubbles, cell collapse, base holes, cell structur e, cutting shrinkage, para além de outras propriedades. Os QT também incluem a análise da densidade no molde (ODM) e o estudo do caudal de espumas. Além dos QT foram realizados os testes da estabilidade dimensional das espumas, testes físicos de compressão e adesão, testes de expansão das espumas após spray e do rendimento por lata de espuma. Em todos os ensaios foi utilizado um tubo adaptador colocado na válvula da lata como método de spray e ainda mantida constante a proporção das matérias-primas (excepto os gases, em estudo). As experiências iniciaram-se com o estudo de GLPs presentes no mercado de aerossóis. Estes resultaram que o GLP: propano/ n-butano/ isobutano: (30/ 0/ 70 w/w%), produz as melhores espumas de inverno a -10/-10ºC, reduzindo desta forma as glass bubbles, base holes e o cell collapse produzido pelos restantes GLP usados como aerossóis nas latas de poliuretano. Testes posteriores tiveram como objectivo estudar a influência directa de cada gás, propano, n-butano e isobutano nas espumas. Para tal, foram usadas duas referências do estudo com GLP comercializáveis, 7396 (30 /0 /70 w/w %) e 7442 (0/ 0/ 100 w/w %). Com estes resultados concluí-se que o n-butano produz más propriedades nas espumas a -10/- 10ºC, formando grandes quantidades de glass bubbles, base holes e cell collapse. Contudo, o uso de propano reduz essas glass bubbles, mas em contrapartida, forma cell collapse.Isobutano, porém diminui o cell collapse mas não as glass bubbles. Dos resultados experimentais podemos constatar que o caudal a +5/+5ºC e densidade das espumas a +23/+23ºC, são influenciados pela composição do GLP. O propano e n-butano aumentam o caudal de espuma das latas e a sua densidade, ao contrário com o que acontece com o isobutano. Todavia, pelos resultados obtidos, o isobutano proporciona os melhores rendimentos de espumas por lata. Podemos concluir que os GLPs que contivessem cerca de 30 w/w % de propano (bons caudais a +5/+5ºC e menos glass bubbles a -10/-10ºC), e cerca 70 w/w % de isobutano (bons rendimentos de espumas, bem como menos cell collapse a -10/-10ºC) produziam as melhores espumas. Também foram desenvolvidos testes sobre a influência da quantidade de gás GLP presente numa lata. A análise do volume de GLP usado, foi realizada com base na melhor espuma obtida nos estudos anteriores, 7396, com um GLP (30 / 0/ 70 w/w%), e foram feitas alterações ao seu volume gás GLP presente no pré-polímero. O estudo concluiu, que o aumento do volume pode diminuir a densidade das espumas, e o seu decréscimo, um aumento da densidade. Também indico u que um mau ajuste do volume poderá causar más propriedades nas espumas. A análise económica, concluiu que o custo das espumas com mais GLP nas suas formulações, reduz-se em cerca de 3%, a quando de um aumento do volume de GLP no pré-polímero de cerca de 8 %. Esta diminuição de custos deveu-se ao facto, de um aumento de volume de gás, implicar uma diminuição na quantidade das restantes matérias-primas, com custos superiores, já que o volume útil total da lata terá de ser sempre mantido nos 750 mL. Com o objectivo de melhorar a qualidade da espuma 7396 (30/0/70 w/w %) obtida nos ensaios anteriores adicionou-se à formulação 7396 o HFC-152a (1,1-di fluoroetano). Os resultados demonstram que se formam espumas com más propriedades, especialmente a -10/-10ºC, contudo proporcionou excelentes shaking rate da lata. Através de uma pequena análise de custos não é aconselhável o seu uso pelos resultados obtidos, não proporcionando um balanço custo/benefício favorável. As três melhores espumas obtidas de todos os estudos foram comparadas com uma espuma de inverno presente no mercado. 7396 e 7638 com um volume de 27 % no prépolímero e uma composição de GLP (30/ 0 / 70 w/w%) e (13,7/ 0/ 86,3 w/w%), respectivamente, e 7690, com 37 % de volume no pré-polímero e GLP (30/ 0 / 70 w/w%), apresentaram em geral melhores resultados, comparando com a espuma benchmark . Contudo, os seus shaking rate a -10/-10ºC, de cada espuma, apresentaram valores bastante inferiores à composição benchmarking.

Utilização de co-solventes na produção de biodiesel a partir de óleo residual e etanol por catálise enzimática

A constante e sistemática subida de preço dos combustíveis fósseis e as contínuas preocupações com o meio ambiente determinaram a procura de soluções ambientalmente sustentáveis. O biodiesel surge, então, como uma alternativa para essa problemática, bem como uma solução para resíduos líquidos e gordurosos produzidos pelo ser humano. A produção de biodiesel tem sido alvo de extensa atenção nos últimos anos, pois trata-se de um combustível biodegradável e não poluente. A produção de biodiesel pelo processo de transesterificação usando álcoois de cadeia curta e catalisadores químicos, nomeadamente alcalinos, tem sido aceite industrialmente devido à sua elevada conversão. Recentemente, a transesterificação enzimática tem ganho adeptos. No entanto, o custo da enzima permanece uma barreira para a sua aplicação em grande escala. O presente trabalho visa a produção de biodiesel por transesterificação enzimática a partir de óleo residual de origem vegetal. O álcool usado foi o etanol, em substituição do metanol usado convencionalmente na catálise homogénea, pois a atividade da enzima é inibida pela presença deste último. As maiores dificuldades apresentadas na etanólise residem na separação das fases (Glicerol e Biodiesel) após a reação bem como na menor velocidade de reação. Para ajudar a colmatar esta desvantagem foi estudada a influência de dois cosolventes: o hexano e o hexanol, na proporção de 20% (v/v). Após a escolha do co-solvente que permite obter melhor rendimento (o hexano), foi elaborado um planeamento fatorial no qual se estudou a influência de três variáveis na produção de biodiesel por catálise enzimática com etanol e co-solventes: a razão molar óleo/álcool (1:8, 1:6 e 1:4), a quantidade de co-solvente adicionado (30, 20 e 10%, v/v) e o tempo de reação (48, 36 e 24h). A avaliação do processo foi inicialmente seguida pelo rendimento da reação, a fim de identificar as melhores condições, sendo substituída posteriormente pela quantificação do teor de ésteres por cromatografia em fase gasosa. O biodiesel com teor de ésteres mais elevado foi produzido nas condições correspondentes a uma razão molar óleo:álcool de 1:4, com 5g de Lipozyme TL IM como catalisador, 10% co-solvente (hexano, v/v), à temperatura de 35 ºC durante 24h. O rendimento do biodiesel produzido sob estas condições foi de 73,3%, traduzido em 64,7% de teor de ésteres etílicos. Contudo o rendimento mais elevado que se obteve foi de 99,7%, para uma razão óleo/álcool de 1:8, 30% de co-solvente (hexano, v/v), reação durante 48h a 35 ºC, obtendo-se apenas 46,1% de ésteres. Por fim, a qualidade do biodiesel foi ainda avaliada, de acordo com as especificações da norma EN 14214, através das determinações de densidade, viscosidade, ponto de inflamação, teor de água, corrosão ao cobre, índice de acidez, índice de iodo, teor de sódio (Na+) e potássio (K+), CFPP e poder calorífico. Na Europa, os ésteres etílicos não têm, neste momento, norma que os regule quanto à classificação da qualidade de biodiesel. Contudo, o biodiesel produzido foi analisado de acordo com a norma europeia EN14214, norma esta que regula a qualidade dos ésteres metílicos, sendo possível concluir que nenhum dos parâmetros avaliados se encontra em conformidade com a mesma.

Produção centralizada a biogás - análise do impacto a nível cooperativo

A utilização de energia renovável é hoje tema abordado em todo o mundo, devido à preocupação com a preservação do meio ambiente. Entre as energias renováveis, a biomassa destaca-se pela excelente disponibilidade que possui. Os dejetos bovinos são uma das mais abundantes, o qual tem grande potencial energético, se fermentado corretamente em biodigestores, obtendo como um dos produtos finais, o biogás. Esse gás é constituído na sua maior parte por gás metano (CH4) que é altamente inflamável. Neste trabalho pretende-se fazer a avaliação do potencial energético das propriedades de produção de leite na região do concelho de BRAGA aplicando uma tecnologia de queima de biogás e de produção de eletricidade utilizando um sistema de cogeração convencional e uma tecnologia mais recente, o Organic Rankine Cycle (ORC) e explicitando a respetiva análise económica. As opções por um sistema ORC na central em análise foram justificadas ponderando as vantagens e desvantagens deste ciclo em relação ao ciclo de vapor de água. O objetivo é a obtenção de energia elétrica e térmica e o aumento do rendimento global da instalação com o aproveitamento de todas as energias disponíveis, assim como a eliminação da toxidade dos dejetos para aproveitamento como biomassa. Partindo do levantamento bibliográfico e caraterização das diversas propriedades existentes no concelho, utilizando a tecnologia mais indicada e atual para este tipo de instalação. A biomassa utilizada foi uma mistura de dejetos bovinos com água. O biogás produzido foi convertido em energia elétrica e térmica, através da sua queima. Tem-se assim uma central que além de dar destino adequado aos dejetos animais, diminui a contaminação ambiental, evita a emissão de gás metano para a atmosfera e produz biogás. Efetua-se os cálculos económicos para dois cenários distintos, implementação de uma central de valorização de biogás em cada um dos oito maiores produtores de leite do núcleo de Penso e o aproveitamento dos dejetos produzidos pelos mesmos para implementação de uma central global de recolha dos mesmos, onde é feito o tratamento dos mesmos e a consequente produção de biogás. Na análise económica foram utilizados os seguintes critérios: o VAL (valor atual líquido), a TIR (taxa interna de rendibilidade) e o Período de Retorno Financeiro do Projeto.

Simulação de um processo de pirólise rápida de biomassa

Mestrado em Engenharia Química - Ramo Optimização Energética na Indústria Química

Valorização da Drêche Cervejeira: Fermentação de Pentoses

O presente trabalho tem como objetivo a otimização da etapa de fermentação dos açúcares obtidos a partir da drêche cervejeira para produção do bioetanol através da utilização das leveduras Pichia stipitis NCYC 1541 e Kluyveromyces marxianus NCYC 2791 como agentes fermentativos. O meio de cultura usado para manter as culturas destas leveduras foi Yeast Extract Peptone Dextrose (YEPD). O principal propósito deste trabalho foi o de encontrar alternativas aos combustíveis fósseis, pautando-se por soluções inofensivas para o meio ambiente e sustentáveis. Assim, o trabalho está dividido em quatro etapas: 1) caraterização química e biológica da drêche; 2) pré-tratamento ácido e hidrólise enzimática para primeiramente quebrar as moléculas de lenhina que envolvem os polímeros de celulose e hemicelulose e em seguida romper as ligações poliméricas destas macromoléculas por ação enzimática e transforma-las em açúcares simples, respetivamente, obtendo-se então a glucose, a maltose, a xilose e a arabinose; e, por último, 3) otimização da etapa de fermentação da glucose, maltose e das pentoses que constitui a condição essencial para se chegar à síntese do bioetanol de um modo eficiente e sustentável e 4) a recuperação do bioetanol produzido por destilação fracionada. A quantificação dos açúcares libertados no processo foi feita recorrendo a análises por cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC). Neste estudo foram identificados e quantificados cinco açúcares: Arabinose, Glucose, Maltose, Ribose e Xilose. Na etapa de pré-tratamento e hidrólise enzimática foram usados os ácidos clorídrico (HCl) e nítrico (HNO3) com a concentração de 1% (m/m), e as enzimas Glucanex 100g e Ultraflo L. Foram testadas seis condições de pré-tratamento e hidrólise enzimática, alterando os parâmetros tempo de contacto e razão enzimas/massa de drêche, respetivamente, e mantendo a temperatura (50 ºC), velocidade de agitação (75 rpm) e concentração dos ácidos (1% (m/m)). No processamento de 25 g de drêche seca com 0,5 g de Glucanex, 0,5 mL de Ultraflo e um tempo de reação de 60 minutos para as enzimas foi obtida uma eficiência de 15%, em hidrolisado com 6% da celulose. Realizou-se a fermentação do hidrolisado resultante do pré-tratamento ácido e hidrólise enzimática de drêche cervejeira e de meios sintéticos preparados com os açúcares puros, usando as duas estirpes selecionadas para este estudo: Pichia stipitis NCYC 1541 e Kluyveromyces marxianus NYCY 2791. As eficiências de fermentação dos açúcares nos meios sintéticos foram superiores a 80% para ambas as leveduras. No entanto, as eficiências de fermentação do hidrolisado da drêche foram de 45,10% pela Pichia stipitis e de 36,58 para Kluyveromyces marxianus, para um tempo de fermentação de 72 horas e à temperatura de 30 °C. O rendimento teórico em álcool no hidrolisado da drêche é de 0,27 g/g, três vezes maior do que o real (0,0856 g/g), para Pichia stipitis e de 0,19 g/g seis vezes maior do que o real (0,0308 g/g), para a Kluyveromyces marxianus.

Valorization of grape pomace through hot compressed water extraction/hydrolysis

The world energy consumption is expected to increase strongly in coming years, because of the emerging economies. Biomass is the only renewable carbon resource that is abundant enough to be used as a source of energy Grape pomace is one of the most abundant agro-industrial residues in the world, being a good biomass resource. The aim of this work is the valorization of grape pomace from white grapes (WWGP) and from red grapes (RWGP), through the extraction of phenolic compounds with antioxidant activity, as well as through the extraction/hydrolysis of carbohydrates, using subcritical water, or hot compressed water (HCW). The main focus of this work is the optimization of the process for WWGP, while for RWGP only one set of parameters were tested. The temperatures used were 170, 190 and 210 °C for WWGP, and 180 °C for RWGP. The water flow rates were 5 and 10 mL/min, and the pressure was always kept at 100 bar. Before performing HCW assays, both residues were characterized, revealing that WWGP is very rich in free sugars (around 40%) essentially glucose and fructose, while RWGP has higher contents of structural sugars, lignin, lipids and protein. For WWGP the best results were achieved at 210 °C and 10 mL/min: higher yield in water soluble compounds (69 wt.%), phenolics extraction (26.2 mg/g) and carbohydrates recovery (49.3 wt.% relative to the existing 57.8%). For RWGP the conditions were not optimized (180 °C and 5 mL/min), and the values of the yield in water soluble compounds (25 wt.%), phenolics extraction (19.5 mg/g) and carbohydrates recovery (11.4 wt.% relative to the existing 33.5%) were much lower. The antioxidant activity of the HCW extracts from each assay was determined, the best result being obtained for WWGP, namely for extracts obtained at 210 °C (EC50=20.8 μg/mL; EC50 = half maximum effective concentration; EC50 = 22.1 μg/mL for RWGP, at 180 ºC).

Gd2O3: Eu Nanoparticle-Based Poly(vinylidene fluoride) Composites for Indirect X-ray Detection

Polymer based scintillator composites have been fabricated by combining poly(vinylidene fluoride) (PVDF) and Gd2O3:Eu nanoparticles (50nm). PVDF has been used since it is a flexible and stable binder matrix and highly resistance to thermal and light deterioration. Gd2O3:Eu has been selected as scintillator material due to its wide band gap, high density and suitable visible light yield. The structural, mechanical, thermal and electrical characteristics of the composites were studied as a function of filler content, together with their performance as scintillator material. The introduction of Gd2O3:Eu nanoparticles into the PVDF matrix does not influence the morphology of the polymer or the degree of crystallinity. On the other hand, an increase of the Young´s modulus with respect to PVDF matrix is observed for filler contents of 0.1-0.75 wt.%. The introduction of Gd2O3:Eu into the PVDF matrix increases dielectric constant and DC electrical conductivity as well as the visible light yield in the nanocomposite, being this increase dependent upon Gd2O3:Eu content and X-ray input power. In this way, Gd2O3:Eu/PVDF composites shows suitable characteristics to be used as X-ray radiation transducers, in particular for large area applications.