Are biofuels a feasible option?

Recently a number of objections have been raised against the use of ethanol produced from agricultural products such as maize, sugarcane, wheat or sugar beets as a replacement for gasoline, despite some of their advantages such as being cleaner and to some extent renewable. We address these objections in this paper. Topics discussed include the ""corn connection"" (which was theorized to be a cause of deforestation in the Amazonia), the rise of food prices due to ethanol production and the real possibilities of ethanol in reducing greenhouse gas emissions. It has been shown that such concerns are grossly exaggerated and that ethanol from sugarcane, as produced in Brazil, is the preferred option for the production of fuel not only in terms of cost but also as a favourable energy balance. Finally, the possibility of expanding ethanol production to other sugar-producing countries is also discussed. (C) 2008 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Enzymatic hydrolysis of pretreated sugar cane bagasse using Penicillium funiculosum and Trichoderma harzianum cellulases

In this study, we investigated the enzymatic hydrolysis of pretreated sugarcane bagasse using eight different enzymatic blends obtained from concentrated crude enzyme extracts produced by Penicillium funiculosum and Trichoderma harzianum as well as from the extracts in combination with a commercial enzymatic cocktail. The influence of different levels of biomass delignification, degree of crystallinity of lignicellulose, composition of enzymatic activities and BSA on enzymatic hydrolysis yields (HYs) was evaluated. Our X-ray diffraction studies showed that crystallinity of lignocellulose is not a key determinant of its recalcitrance toward enzymatic hydrolysis. In fact, under the experimental conditions of our study, an increase in crystallinity of lignocellulosic samples resulted in increased glucose release by enzymatic hydrolysis. Furthermore, under the same conditions, the addition of BSA had no significant effect on enzymatic hydrolysis. The most efficient enzyme blends were obtained by mixing a commercial enzymatic cocktail with P. funiculosum or T. harzianum cellulase preparations (HYs above 97%) followed by the concentrated extract of P. funiculosum alone (HY= 88.5%). Increased hydrolytic efficiencies appeared to correlate with having an adequate level of both beta-glucosidase and xylanase activities in the blends. (C) 2011 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Monodisperse lignin fractions as standards in size-exclusion analysis Comparison with polystyrene standards

The difficulty of preparing monodisperse lignin fractions on a large scale is a limiting factor in many applications. The present paper addresses this problem by examining the properties and size-exclusion behavior of lignin isolated by the acetosolv pulping process from post-extraction crushed sugarcane bagasse. The isolated lignin was subjected to a solvent pretreatment, followed by preparative gel permeation chromatography fractionation. The fractions were analyzed by high-performance size-exclusion chromatography (HPSEC) and these samples showed a great decrease in polydispersity, compared to the original acetosolv lignin. Several fractions of very low polydispersity, close to unity, were employed as calibration curve standards in HPSEC analysis. This original analytical approach allowed calibration with these lignin fractions to be compared with the polystyrene standards that are universally employed for lignin molecular mass determination. This led to a noteworthy result, namely that the lignin fractions and polystyrene standards showed very similar behavior over a large range of molecular masses in a typical HPSEC analysis of acetosolv lignin. (C) 2009 Elsevier B.V. All rights reserved.

Sisal chemically modified with lignins: Correlation between fibers and phenolic composites properties

Sisal fibers have been chemically modified by reaction with lignins, extracted from sugarcane bagasse and Pinus-type wood and then hydroxymethylated, to increase adhesion in resol-type phenolic thermoset matrices. Inverse gas chromatography (IGC) results showed that acidic sites predominate for unmodified/modified sisal fibers and for phenolic thermoset, indicating that the phenolic matrix has properties that favor the interaction with sisal fibers. The IGC results also showed that the phenolic thermoset has a dispersive component closer to those of the modified fibers suggesting that thermoset interactions with the less polar modified fibers are favored. Surface SEM images of the modified fibers showed that the fiber bundle deaggregation increased after the treatment, making the interfibrillar structure less dense in comparison with that of unmodified fibers, which increased the contact area and encouraged microbial biodegradation in simulated soil. Water diffusion was observed to be faster for composites reinforced with modified fibers, since the phenolic resin penetrated better into modified fibers, thereby blocking water passage through their channels. Overall, composites` properties showed that modified fibers promote a significant reduction in the hydrophilic character, and consequently of the reinforced composite without a major effect on impact strength and with increased storage modulus. (c) 2008 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Quantitative ester analysis in cachaca and distilled spirits by gas chromatography-mass spectrometry (GC-MS)

An analytical procedure for the separation and quantification of ethyl acetate, ethyl butyrate, ethyl hexanoate, ethyl lactate, ethyl octanoate, ethyl nonanoate, ethyl decanoate, isoamyl octanoate, and ethyl laurate in cachaca, rum, and whisky by direct injection gas chromatography-mass spectrometry was developed. The analytical method is simple, selective, and appropriated for the determination of esters in distilled spirits. The limit of detection ranged from 29 (ethyl hexanoate) to 530 (ethyl acetate) mu g L-1, whereas the standard deviation for repeatability was between 0.774% (ethyl hexanoate) and 5.05% (isoamyl octanoate). Relative standard deviation values for accuracy vary from 90.3 to 98.5% for ethyl butyrate and ethyl acetate, respectively. Ethyl acetate was shown to be the major ester in cachaca (median content of 22.6 mg 100 mL(-1) anhydrous alcohol), followed by ethyl lactate (median content of 8.32 mg 100 mL(-1) anhydrous alcohol). Cachaca produced in copper and hybrid alembic present a higher content of ethyl acetate and ethyl lactate than those produced in a stainless-steel column, whereas cachaca produced by distillation in a stainless-steel column present a higher content of ethyl octanoate, ethyl decanoate, and ethyl laurate. As expected, ethyl acetate is the major ester in whiskey and rum, followed by ethyl lactate for samples of rum. Nevertheless, whiskey samples exhibit ethyl lactate at contents lower or at the same order of magnitude of the fatty esters.

Chemical profile of rums as a function of their origin. The use of chemometric techniques for their identification

To identify chemical descriptors to distinguish Cuban from non-Cuban rums, analyses of 44 samples of rum from 15 different countries are described. To provide the chemical descriptors, analyses of the the mineral fraction, phenolic compounds, caramel, alcohols, acetic acid, ethyl acetate, ketones, and aldehydes were carried out. The analytical data were treated through the following chemometric methods: principal component analysis (PCA), partial least square-discriminate analysis (PLS-DA), and linear discriminate analysis (LDA). These analyses indicated 23 analytes as relevant chemical descriptors for the separation of rums into two distinct groups. The possibility of clustering the rum samples investigated through PCA analysis led to an accumulative percentage of 70.4% in the first three principal components, and isoamyl alcohol, n-propyl alcohol, copper, iron, 2-furfuraldehyde (furfuraldehyde), phenylmethanal (benzaldehyde), epicatechin, and vanillin were used as chemical descriptors. By applying the PLS-DA technique to the whole set of analytical data, the following analytes have been selected as descriptors: acetone, sec-butyl alcohol, isobutyl alcohol, ethyl acetate, methanol, isoamyl alcohol, magnesium, sodium, lead, iron, manganese, copper, zinc, 4-hydroxy3,5-dimethoxybenzaldehyde (syringaldehyde), methaldehyde (formaldehyde), 5-hydroxymethyl-2furfuraldehyde (5-HMF), acetalclehyde, 2-furfuraldehyde, 2-butenal (crotonaldehyde), n-pentanal (valeraldehyde), iso-pentanal (isovaleraldehyde), benzaldehyde, 2,3-butanodione monoxime, acetylacetone, epicatechin, and vanillin. By applying the LIDA technique, a model was developed, and the following analytes were selected as descriptors: ethyl acetate, sec-butyl alcohol, n-propyl alcohol, n-butyl alcohol, isoamyl alcohol, isobutyl alcohol, caramel, catechin, vanillin, epicatechin, manganese, acetalclehyde, 4-hydroxy-3-methoxybenzoic acid, 2-butenal, 4-hydroxy-3,5-dimethoxybenzoic acid, cyclopentanone, acetone, lead, zinc, calcium, barium, strontium, and sodium. This model allowed the discrimination of Cuban rums from the others with 88.2% accuracy.

Quantification of isoorientin and total flavonoids in Passiflora edulis fruit pulp by HPLC-UV/DAD

A method is reported for the quantification of isoorientin (using a standard addition method) and total flavonoids (expressed as rutin, using the external standard method) in passion fruit pulp (Passiflora edulis Sims f. flavicarpa Degener, Passifloraceae). Extraction of flavonoids was optimized by experimental design methodology, and quantitative analysis was performed by high-performance liquid chromatography with photo-diode array detection (HPLC-UV/DAD). The method was developed and validated according to ICH requirements for specificity, linearity, accuracy, precision (repeatability and intermediate precision). LOD and LOQ. Rutin was chosen as standard for the quantification of total flavonoids in order to propose a HPLC method feasible for routine analysis of the flavonoids in the passion fruit pulp. The passion fruit pulp contained 16.226 +/- 0.050 mg L(-1) of isoorientin and 158.037 +/- 0.602 mg L(-1) of total flavonoid, suggesting that P. edulis fruits may be comparable with other flavonoid food sources such as orange juice or sugarcane juice. (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.

Homogeneous isolation of nanocelluloses by controlling the shearing force and pressure in microenvironment

Nanocelluloses were prepared from sugarcane bagasse celluloses by dynamic high pressure microfluidization (DHPM), aiming at achieving a homogeneous isolation through the controlling of shearing force and pressure within a microenvironment. In the DHPM process, the homogeneous cellulose solution passed through chambers at a higher pressure in fewer cycles, compared with the high pressure homogenization (HPH) process. X-ray diffraction (XRD) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) demonstrated that entangled network structures of celluloses were well dispersed in the microenvironment, which provided proper shearing forces and pressure to fracture the hydrogen bonds. Gel permeation chromatography (GPC), CP/MAS 13C NMR and Fourier transform infrared spectroscopy (FT-IR) measurements suggested that intra-molecular hydrogen bonds were maintained. These nanocelluloses of smaller particle size, good dispersion and lower thermal stability will have great potential to be applied in electronics devices, electrochemistry, medicine, and package and printing industry. © 2014 Elsevier Ltd.

Zoneamento da vegetação e sua relação com metais pesados na mina Volta Grande, Lavras do Sul, RS

O conhecimento da vegetação em regiões de ocorrências minerais de cobre e ouro torna-se de grande importância para o desenvolvimento de tecnologias limpas na reabilitação de áreas degradadas pela mineração (fitorremediação) e na bioprospecção mineral no Estado. Buscou-se verificar a relação entre a organização espacial e fitossociológica das unidades e subunidades de vegetação na mina Volta Grande, Lavras do Sul, RS e a presença de cobre nas mineralizações. Com base em Ecologia de Paisagem, realizou-se investigações fitossociológicas, avaliação do conteúdo de cobre em raízes e folhas de Axonopus affinis, Eugenia uniflora, Heterothalamus alienus, Saccharum angustifolium, Schizachyrium microstachyum e Schinus lentiscifolius e o zoneamento da vegetação com sobreposição ao mapa de estruturas mineralizadas conhecidas. De acordo com os resultados obtidos, sugere-se que a distribuição das unidades e subunidades de vegetação (unidade de vegetação Eugenia uniflora – Scutia buxifolia, com subunidades Eugenia uniflora – Cupania vernalis e Eugenia uniflora – Allophylus edulis; unidade de vegetação Schinus lentiscifolius – Heterothalamus alienus; unidade de vegetação Eryngium horridum – Saccharum angustifolium, com subunidade Eryngium horridum – Piptochaetium montevidense e unidade de vegetação Axonopus affinis – Paspalum pumilum) pode estar relacionada à posição geomorfológica, à declividade, à umidade do solo e ao manejo para o uso do gado A unidade de vegetação Schinus lentiscifolius – Heterothalamus alienus parece estar relacionada às ocorrências de mineralizações (filões) de cobre e ouro, sendo necessária uma comparação com outras áreas mineralizadas e não-mineralizadas no Estado para utilizar esse dado em prospecção mineral. A espécie Axonopus affinis possui em suas raízes um conteúdo de cobre muito maior do que o considerado normal em plantas, sendo indicada para estudos mais detalhados quanto a sua aplicabilidade na reabilitação de áreas degradadas pela mineração no Rio Grande do Sul.

Subsídios para a gestão dos planos de aplicação de vinhaça (PAV): um estudo de caso da região de Piracicaba

Concomitantemente à produção de etanol, a partir da fermentação de diferentes matérias-primas (cana-de-açúcar, beterraba, milho, trigo, batata, mandioca), produz-se a vinhaça. A vinhaça da cana-de-açúcar é gerada na proporção média de 12 litros para cada litro de etanol. O Brasil é o maior produtor mundial de cana-de-açúcar (570 milhões de toneladas, em 2009) com a produção de 27 bilhões de litros/ano de etanol, no ciclo 2009/2010, basicamente para fins carburantes, e, portanto, a quantidade de vinhaça produzida é da ordem de 320 bilhões de litros/ano. Dentre as possíveis soluções para a destinação da vinhaça, tais como: concentração, tratamento químico e biológico ou produção de biomassa, é sua aplicação no solo a forma mais usual de disposição. No entanto, sua aplicação no solo não pode ser excessiva nem indiscriminada, sob pena de comprometer o ambiente e a rentabilidade agrícola e industrial da unidade sucroalcooleira. A necessidade de medidas de controle sobre a aplicação de vinhaça no solo do Estado de São Paulo, que concentra a produção de 60% do etanol produzido no Brasil, levou à elaboração da Norma Técnica P4.231, em 2005. A constatação do cumprimento dos itens desta Norma é uma das ações do agente fiscalizador, no monitoramento da geração e destinação da vinhaça pelos empreendimentos produtores de etanol. Os itens 5.7.1 e 5.7.2, desta Norma, tornam obrigatório o encaminhamento à CETESB (Companhia Ambiental do Estado de São Paulo), para fins de acompanhamento e fiscalização, até o dia 02 de abril de cada ano, o PAV (Plano de Aplicação de Vinhaça). Com o intuito de proporcionar melhor entendimento da Norma P4.231, contribuir para otimização de sua aplicabilidade e melhoria e perceber a realidade prática da aplicação da vinhaça, foram analisados PAVs protocolados na Agência Ambiental de Piracicaba, licenças concedidas, processos de licenciamento e realizadas vistorias a campo. Conclui-se que a Norma P4.231 representa um avanço no gerenciamento do uso da vinhaça no Estado de São Paulo, por disciplinar a disposição de vinhaça no solo, tornando obrigatórios: demarcações de áreas protegidas e núcleos populacionais, caracterização de solo e da vinhaça, doses máximas a serem aplicadas, estudos da geologia e hidrogeologia locais, monitoramento das águas subterrâneas, impermeabilização de tanques e dutos. Estabelece critérios a serem obedecidos por lei, e todos são condutas de boas práticas de proteção ao meio, que repercutem em maior rentabilidade agrícola e industrial. A Norma P4.231 é bem elaborada, complexa e extensa, o que a torna de difícil execução. Para facilitar sua aplicabilidade, sugere-se o estabelecimento de um cronograma de prioridades: impermeabilização dos tanques e dutos, drenos testemunha com funcionamento otimizado e boa caracterização do que está sendo aplicado, se vinhaça pura ou se misturada a águas residuárias. Das oito empresas deste estudo, apenas quatro (as maiores) vêm protocolando os PAVs com regularidade, desde 2005. As informações apresentadas foram incompletas e, em alguns casos, precárias. Mesmo com lacunas, os dados fornecidos, desde o início da obrigatoriedade do PAV, foram de utilidade para esboçar o perfil da atividade sucroalcooleira na região estudada.

Os impactos da agroenergia no mercado de terras: dinâmica de preço e elasticidade de uso

Este trabalho tem como objetivo construir um referencial teórico que auxilie no entendimento de como a Agroenergia poderá impactar o mercado de terras no Brasil. Posteriormente, analisar os reflexos desta nova conjuntura no coeficiente de elasticidade de uso da terra, para a cultura da cana-de-açúcar, no Estado de São Paulo, após a introdução dos veículos flex-fuel no mercado brasileiro. Os aspectos relacionados ao mercado de terras, suas definições e características de uso, têm sido objeto de estudo de muitos pensadores e economistas, desde o final do século XIX. Motivado por esta afirmação, procurou-se realizar uma revisão de literatura para entender as diferentes linhas do pensamento econômico em relação às principais variáveis que compõem a formação de preço e a dinâmica do mercado de terras. Segundo a teoria neoclássica, o valor da terra está intrinsecamente associado à sua capacidade de produção. Aliado a esta característica, também é fundamental entender os atributos da terra como ativo real, seja na expectativa de ganhos de capital ou reserva de valor. Com o intuito de contribuir para esta discussão, foi proposto um fluxograma, que identificou como as variáveis deveriam se correlacionar e impactar na formação do preço das terras agrícolas. É possível afirmar que, no curto prazo, a Agroenergia impactará o valor das terras agrícolas, via preço das commodities, características de ativo real, especialmente na aposta de ganhos de capital e devido ao aumento das políticas governamentais relacionados à produção de biocombustíveis. Em relação ao coeficiente de elasticidade da área de cana-de-açúcar, em São Paulo, em relação a expectativa de preço da tonelada equivalente de ATR, para o açúcar e o etanol, observou-se que a cultura de cana-de-açúcar se tornou mais sensível às variações no preço da tonelada de ATR, expandindo a área cultivada com uma menor variação na expectativa de preço, após a introdução dos veículos flex-fuel no mercado nacional.

Uso de operações estruturadas para financiamento de projetos no setor sucroenergético brasileiro

O setor sucroenergético brasileiro passou por um intenso ciclo de crescimento nos últimos anos. Ainda assim, a demanda de etanol no país continua a superar a capacidade de produção, principalmente devido ao sucesso dos carros flex-fuel. As usinas voltaram também a atenção à bioeletricidade, aos alcoolquímicos e a diversos outros subprodutos e coprodutos do processo de produção de açúcar e etanol. Por estes motivos, se faz necessária a realização de maiores investimentos em ampliação e modernização das atuais usinas, e no aumento do número de unidades de produção. Para que tais investimentos sejam realizados da maneira mais eficiente, é necessário conhecer todas as opções de linhas de crédito disponíveis. Uma delas, pouco usada e com bons resultados é a Structured Project Finance. O presente trabalho tem como objetivo discutir o modelo de Structured Project Finance e apresentá-lo como uma possível alternativa de financiamento de projetos de usinas de açúcar e etanol no Brasil. Sua principal contribuição é apresentar uma alternativa de financiamento que agregue mais valor ao negócio.

A reestruturação do setor sucroenergético no Brasil: uma análise do período entre 2005 e 2011

O mundo está diante do desafio de reduzir as emissões de gases do efeito estufa (GEEs) e encontrar fontes renováveis de energia, na busca da segurança energética. Os biocombustíveis são uma alternativa viável e, nesse sentido, o Brasil deu um exemplo para mundo ao criar o Proálcool em 1975, que foi um programa bem sucedido de substituição da gasolina pelo etanol produzido a partir da cana-de-açúcar. Essa iniciativa contou com a participação do Governo Brasileiro no incentivo e na regulamentação do setor sucroenergético. A partir da sua liberalização em 1999, a indústria canavieira passou por uma importante reestruturação. Este estudo teve como objetivo descrever esse movimento e analisar suas possíveis consequências para o setor. Para isso, foi realizada uma pesquisa sobre a reestruturação da indústria canavieira, entre 1999 e 2011, dando ênfase aos dois ciclos de operações de Fusões & Aquisições ocorridos nesse período. Como principais resultados têm-se a consolidação dos maiores grupos de usinas da Região Centro Sul, que aumentaram a sua participação na moagem de cana e ampliaram suas estruturas produtivas por meio da aquisição de usinas concorrentes e da construção de greenfields. Além disso, foi possível observar o rápido crescimento da participação do capital estrangeiro, juntamente com a entrada de grupos de outros setores industriais. A reestruturação terá consequências positivas para o Brasil, principalmente pela profissionalização do setor sucroenergético e pela capacidade de retomar o ritmo de crescimento da produção de cana-de-açúcar, que foi interrompido pela crise financeira mundial de 2008. Para isso, será necessário investir na ampliação dos canaviais e também na construção de novas usinas.

Preços de etanol no Brasil : uma análise espacial

A introdução da tecnologia flex-fuel resultou em um expressivo aumento do consumo de etanol no Brasil, tornando-o principal concorrente da gasolina nos postos de combustíveis. Apesar disso, diferentemente da gasolina, a oferta de etanol sofre com a sazonalidade da safra de cana de açúcar, mostrando-se insuficiente para atender a demanda, incorrendo em altos preços nos períodos de entressafra. Além destes fatores, a expansão do uso de etanol como combustível enfrenta a ausência de políticas públicas claras que incentivem o mercado, assim como uma estrutura logística que permita o escoamento do produto a baixos custos. O presente trabalho buscou demonstrar como se comportam espacialmente os preços de etanol e gasolina no Brasil. Observou-se que os preços de etanol combustível ao consumidor foram menores quanto mais próximos das regiões produtoras e maiores conforme se distanciam, até se tornarem desvantajosos para o consumidor de alguns estados na medida em que a paridade de preços frente à gasolina supera o limite técnico de 70%. Observou-se também que a sazonalidade distinta das duas regiões produtoras do país define padrões sazonais de áreas que predominantemente consomem etanol ou gasolina, conforme a paridade de 70%. Este resultado indica que a necessidade de estoques e fluxos de produtos depende não apenas das condições logísticas, mas também da combinação da sazonalidade das regiões produtoras. Por fim, intencionou-se entender como e em que proporção os preços ao produtor do estado de São Paulo relacionam-se com os preços ao consumidor de outras regiões do país. Este estudo demonstrou que a velocidade de transmissão dos preços não está relacionada com a distância e que fatores logísticos e características específicas de cada mercado são os principais determinantes do comportamento dos preços ao consumidor em relação às alterações nos preços ao produtor do estado de São Paulo.

Avaliação de projetos de investimento em cogeração de energia utilizando bagaço de cana-de-açúcar em biorrefinarias a partir do uso da teoria das opções reais

O cenário de continuo aumento do consumo de derivados do petróleo aliado a conscientização de que é necessário existir um equilíbrio com relação a exploração de recursos naturais e preservação do meio ambiente, vem impulsionando a busca por fontes alternativas de energia. Esse crescente interesse vem se aplicando a geração de energia a partir de biomassa da cana de açúcar, que vem se tornando cada vez mais comuns no Brasil, porém ainda existe um imenso potencial a ser explorado. Dentro deste contexto, se torna relevante a tomada de decisão de investimentos em projetos de cogeração e este trabalho busca incrementar a analise e tomada de decisão com a utilização da Teoria das Opções Reais, uma ferramenta de agregação de valor às incertezas, cabendo perfeitamente ao modelo energético brasileiro, onde grandes volatilidades do preço de energia são observadas ao longo dos anos. O objetivo do trabalho é determinar o melhor momento para uma biorrefinaria investir em unidades de cogeração. A estrutura do trabalho foi dividida em três cenários de porte de biorrefinarias, as de 2 milhões de capacidade de moagem de cana-de-açúcar por ano, as de 4 milhões e as de 6 milhões, visando assim ter uma representação amostral das biorrefinarias do país. Além disso, analisaram-se três cenários de volatilidade atrelados ao preço futuro de energia, dado que a principal variável de viabilização deste tipo de projeto é o preço de energia. As volatilidades foram calculadas de acordo com histórico do ambiente regulado, o dobro do ambiente regulado e projeção de PLD, representando, respectivamente, níveis baixos, médios e altos, de volatilidade do preço de energia. Após isso, foram elaboradas as nove árvores de decisão, que demonstram para os gestores de investimento que em um cenário de baixa volatilidade cria-se valor estar posicionado e ter a opção real de investir ou adiar investimento para qualquer porte de usina. No cenário de média volatilidade de preço, aconselha-se ao gestor estar posicionado em usinas de médio a grande porte para viabilização do investimento. Por fim, quando o cenário de preços é de grande volatilidade, tem-se um maior risco e existe a maior probabilidade de viabilização do investimento em usinas de grande porte.