Coprodutos do biodiesel na alimentação de cordeiros

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Comportamento ingestivo de ovinos alimentados com rações contendo quatro níveis de inclusão do farelo de mamona

Este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de observar a influência de quatro níveis de substituição (0; 50; 75 ou 100%) do farelo de soja pelo farelo de mamona destoxificado em rações para ovinos mestiços 1/2 Morada Nova x 1/2 SPRD (sem padrão racial definido) sobre o seu comportamento ingestivo. O delineamento utilizado foi o inteiramente casualizado com quatro tratamentos e cinco repetições. Os ovinos eram machos, inteiros, com peso corporal 18,01 ± 1,41 kg e idade média de 7 meses. Foram avaliadas atividades contínuas (tempo de alimentação, ruminação, outras atividades e ócio) e pontuais (consumo de sal, ingestão de água, micção e defecação), como também a eficiência de alimentação (EAL), eficiência de ruminação (ERU), tempo de alimentação (TAL), tempo de ruminação (TRU), tempo de mastigação total (TMT), número de bolos ruminais (BOL), tempo de mastigações merícicas por bolo ruminal (MMtb) e número de mastigações merícicas por bolo ruminal (MMnb). As variáveis tempo de alimentação, ruminação, outras atividades, ócio, consumo de sal e ingestão de água foram afetadas (P<0,05), especialmente o MMnb, que foi inferior para os animais alimentados com as rações com 100% de substituição, possivelmente pelo seu menor teor de fibra (oriundo da forragem), sendo possível a substituição total do farelo de soja pelo farelo de mamona destoxificado.

Avaliação das silagens de capim-elefante aditivadas com nabo forrageiro, pinhão manso e tremoço, pela técnica de produção de gases

Objetivou-se, na condução deste trabalho, a avaliação das silagens de capim-elefante aditivadas com tortas de nabo forrageiro, pinhão manso e tremoço pela técnica de produção de gás. O experimento foi desenvolvido no Laboratório de Nutrição Animal do Centro de Energia Nuclear na Agricultura da Universidade de São Paulo (LANA/CENA/USP). Como doadores de líquido de rúmen, foram utilizados 2 ovinos da raça Santa Inês, machos, adultos, castrados e providos de cânula ruminal permanente. A alimentação dos animais doadores foi constituída de forragem de gramínea cultivada e uma suplementação, ao final do dia, com feno de Tifton, concentrado comercial e sal mineral à vontade. Os substratos foram secos a 60ºC, moídos em moinho do tipo Willey, provido de peneira com perfurações de 2 mm. Os gases produzidos durante os diferentes períodos de fermentação (0, 4, 8, 12, 24, 36, 48, 72 e 96 h) foram medidos com um transducer - medidor de pressão.O experimento foi instalado segundo um delineamento de blocos ao acaso em que os tratamentos foram arranjados em um esquema de parcelas subdivididas no tempo. Os maiores valores de produção de gás observados para os tratamentos em que adicionou-se torta de tremoço quando comparados com as outras tortas, decorreu do fato da torta de tremoço apresentar menor teor de fibras, propiciando assim, uma maior fermentação ruminal e, consequentemente, maior produção de gás em relação a outros alimentos com maior proporção de carboidratos estruturais (parede celular).As taxas de degradação da fração solúvel da matéria seca foi menor para NF 8% e PM 11% em relação às outras silagens estudadas. Foram encontradas diferenças significativas para as TNF, TPM e TT, nos diferentes níveis, em relação ao volume de gases em 96 h de incubação (P<0,05). As silagens contendo torta de tremoço apresentaram maior produção de gases quando comparadas Às outras tortas. em todos os tratamentos, exceto naqueles em que adicionou-se TT, houve diminuição (P<0,05) nos valores médios de degradabilidade da matéria seca às 96 horas, à medida que aumentou-se o nível de inclusão das tortas. As silagens de capim-elefante adicionadas de tortas de nabo forrageiro ou tremoço, nos diferentes níveis, apresentaram maiores taxas de degradação e maiores produções de gases que as adicionadas de torta de pinhão manso.

Produção de lipídios microbianos a partir de glicerol bruto gerado na síntese de biodiesel

Diante da grande quantidade de glicerol bruto gerado na síntese do biodiesel e seu baixo valor comercial, torna-se fundamental encontrar formas alternativas para converter este substrato em produtos com valor agregado. Neste contexto, este trabalho teve como objetivo avaliar diferentes leveduras oleaginosas capazes de metabolizar o glicerol bruto, gerado como coproduto na síntese de biodiesel, visando produzir biomassa como fonte de lipídios. Todos os cultivos foram realizados em frascos agitados, em condições estabelecidas de acordo com cada etapa do trabalho, sendo obtidos dados relativos ao crescimento celular e à produção de lipídios, tratados estatisticamente conforme o propósito. Lipomyces lipofer NRRL Y-1155 apresentou diferenças significativas em relação às outras leveduras oriundas de banco de cultura, atingindo 57,64% de lipídios na biomassa. Estas leveduras apresentarem perfis de ácidos graxos diferenciados, semelhantes aos dos principais óleos vegetais utilizadas na síntese de biodiesel, com predominância de ácidos graxos poli-insaturados, especialmente ácido linoleico (68,3% na levedura Rhodotorula glutinis NRRL YB-252). O ácido gama-linolênico, um ácido graxo essencial ω6, foi detectado em todas as leveduras analisadas, sendo que na biomassa de Candida cylindracea NRRL Y-17506 chegou a 23,1%. Através de um planejamento experimental Plackett-Burman, verificou-se que as variáveis concentração de extrato de levedura e de MgSO4.7H20 demonstraram maior influência na produção de lipídios por uma linhagem silvestre de Rhodotorula mucilaginosa. Para esta levedura, a partir da análise de efeitos foi possível estabelecer a seguinte condição para a produção de lipídios: 30,0 g.L-1 glicerol; 5,0 g.L-1 KH2PO4; 1,0 g.L-1 Na2HPO4; 3,0 g.L-1 MgSO4.7H2O; 1,2 g.L-1 extrato de levedura; pH inicial 4,5; temperatura 25°C. Nestas condições conseguiu-se um teor de lipídios de 59,96% e lipídios totais produzidos de 5,51 g.L-1 . Também foi possível observar aumento no teor de lipídios da biomassa ao longo do tempo de cultivo, bem como o aumento do teor relativo do ácido linoleico, que atingiu 52%. Dentre as leveduras isoladas a partir de amostras ambientais do Extremo Sul do Brasil, a levedura identificada como Cryptococcus humicola se destacou das demais, apresentando proporção de 23,5% de ácidos graxos saturados, 14,8% de ácidos graxos monoinsaturados e 54,9% de ácidos graxos poli-insaturados, destacando-se o ácido linoleico. O planejamento Plackett-Burman foi também utilizado para esta levedura, sendo que as variáveis concentração de extrato de levedura e glicerol bruto demonstraram maior influência na produção de lipídios. Posteriormente, um delineamento composto central rotacional (DCCR) foi proposto visando à otimização da produção de lipídios. Os modelos empíricos preditivos obtidos para biomassa máxima e lipídios totais permitiram estabelecer para a produção de lipídios por Cryptococcus humicola a seguinte condição otimizada: 100,0 g.L-1 glicerol; 5,0 g.L-1 KH2PO4; 1,0 g.L-1 Na2HPO4; 4,8 g.L-1 extrato de levedura; pH inicial 4,5; temperatura 25°C. Esta condição representou um incremento de cerca de 2 vezes nos lipídios totais em relação à melhor condição estabelecida pelo planejamento Plackett-Burmann e um acréscimo de cerca de 4,8 vezes em relação às condições testadas inicialmente, atingindo 37,61% de lipídios e 8,85 g.L-1 de lipídios totais. Deste modo, os propósitos de valorização de um coproduto oriundo da síntese de biodiesel, bem como a produção de um óleo com potencial para a produção de biodiesel, foram cumpridos.

Enzymatic Biodiesel Synthesis From Yeast Oil Using Immobilized Recombinant Rhizopus Oryzae Lipase.

The recombinant Rhizopus oryzae lipase (1-3 positional selective), immobilized on Relizyme OD403, has been applied to the production of biodiesel using single cell oil from Candida sp. LEB-M3 growing on glycerol from biodiesel process. The composition of microbial oil is quite similar in terms of saponifiable lipids than olive oil, although with a higher amount of saturated fatty acids. The reaction was carried out in a solvent system, and n-hexane showed the best performance in terms of yield and easy recovery. The strategy selected for acyl acceptor addition was a stepwise methanol addition using crude and neutralized single cell oil, olive oil and oleic acid as substrates. A FAMEs yield of 40.6% was obtained with microbial oils lower than olive oil 54.3%. Finally in terms of stability, only a lost about 30% after 6 reutilizations were achieved.

A corrosão do aço inoxidável austenítico 304 em biodiesel

As distribuidoras de combustíveis utilizam containers de aço inoxidável para o armazenamento de biocombustíveis, entretanto, na literatura, há poucos relatos sobre os aspectos corrosivos desse aço em biodiesel. O objetivo desse trabalho é estudar o comportamento corrosivo do aço inoxidável austenítico 304 na presença de biodiesel, não lavado e lavado com soluções aquosas de ácido cítrico, oxálico, acético e ascórbico 0,01 mol L-1e comparar com os resultados obtidos para o cobre (ASTM D130). Empregaram-se técnicas como: espectrometria de absorção atômica (EAA) e microscopia óptica (MO). Os resultados de EAA mostraram uma baixa taxa de corrosão para o aço inoxidável, os elementos de liga estudados foram Cr, Ni e Fe, a maior taxa observada foi para o cromo, 1,78 ppm/dia em biodiesel não lavado ou lavado. As MO do aço 304, quando comparados com as do cobre, comprovaram a baixa taxa de corrosão para o sistema aço 304/biodiesel, entretanto comprovaram que, tanto o aço 304, quanto o cobre, sofrem corrosão em amostras de biodiesel.

A flow injection procedure based on solenoid micro-pumps for spectrophotometric determination of free glycerol in biodiesel

A flow system designed with solenoid micro-pumps is proposed for fast and greener spectrophotometric determination of free glycerol in biodiesel. Glycerol was extracted from samples without using organic solvents. The determination involves glycerol oxidation by periodate, yielding formaldehyde followed by formation of the colored (3,5-diacetil-1,4-dihidrolutidine) product upon reaction with acetylacetone. The coefficient of variation, sampling rate and detection limit were estimated as 1.5% (20.0 mg L(-1) glycerol, n =10), 34 h(-1), and 1.0 mg L(-1) (99.7% confidence level), respectively. A linear response was observed from 5 to 50 mg L(-1), with reagent consumption estimated as 345 mu g of KIO(4) and 15 mg of acetylacetone per determination. The procedure was successfully applied to the analysis of biodiesel samples and the results agreed with the batch reference method at the 95% confidence level. (C) 2010 Elsevier B.V. All rights reserved.

Sequential spectrofluorimetric determination of free and total glycerol in biodiesel in a multicommuted flow system

A new procedure for spectrofluorimetric determination of free and total glycerol in biodiesel samples is presented. It is based on the oxidation of glycerol by periodate, forming formaldehyde, which reacts with acetylacetone, producing the luminescent 3,5-diacetyl-1,4-dihydrolutidine. A flow system with solenoid micro-pumps is proposed for solution handling. Free glycerol was extracted off-line from biodiesel samples with water, and total glycerol was converted to free glycerol by saponification with sodium ethylate under sonication. For free glycerol, a linear response was observed from 5 to 70 mg L(-1) with a detection limit of 0.5 mg L(-1), which corresponds to 2 mg kg(-1) in biodiesel. The coefficient of variation was 0.9% (20 mg L(-1), n = 10). For total glycerol, samples were diluted on-line, and the linear response range was 25 to 300 mg L(-1). The detection limit was 1.4 mg L(-1) (2.8 mg kg(-1) in biodiesel) with a coefficient of variation of 1.4% (200 mg L(-1), n = 10). The sampling rate was ca. 35 samples h(-1) and the procedure was applied to determination of free and total glycerol in biodiesel samples from soybean, cottonseed, and castor beans.

Identification of the biodiesel source using an electronic nose

Biodiesel is an important new alternative fuel. The feedstock used and the process employed determines whether it fulfills the required specifications. In this work, an identification method is proposed using an electronic nose (e-nose). Four samples of biodiesel from different sources and one of petrodiesel were analyzed and well-recognized by the e-nose. Both pure biodiesel and B20 blends were studied. Furthermore, an innovative semiquantitative method is proposed on the basis of the smellprints correlated by a feed-forward artificial neural network. The results have demonstrated that the e-nose can be used to identify the biodiesel source and as a preliminary quantitative assay in place of expensive equipment.

Performance of different immobilized lipases in palm oil biodiesel synthesis

Performance of different immobilized lipases in palm oil biodiesel synthesis. Optimized conditions for palm oil and ethanol enzymatic biodiesel synthesis were determined with different immobilized lipases SiO(2)-PVA-immobilized lipase from Pseudomonas fluorescens and acrylic resin-immobilized lipase, Novozym (R) 435, from Candida antartica, in solvent-free medium. A full factorial design assessed the influence of temperature (42 - 58 degrees C) and ethanol: palm oil (6:1 - 18:1) molar ratio on the transesterification yield. Main effects were adjusted by multiple regression analysis to linear models and the maximum transesterification yield was obtained at 42 degrees C and 18:1 ethanol: palm oil molar ratio. Mathematical models featuring total yield for each immobilized lipase were suitable to describe the experimental results.

Immobilization and stabilization of microbial lipases by multipoint covalent attachment on aldehyde-resin affinity: Application of the biocatalysts in biodiesel synthesis

Microbial lipase preparations from Thermomyces lanuginosus (TLL) and Pseudomonas fluorescens (PFL) were immobilized by multipoint covalent attachment on Toyopearl AF-amino-650M resin and the most active and thermal stable derivatives used to catalyze the transesterificanon reaction of babassu and palm oils with ethanol in solvent-free media For this different activating agents mainly glutaraldehyde glycidol and epichlorohydrin were used and immobilization parameters were estimated based on the hydrolysis of olive oil emulsion and butyl butyrate synthesis ILL immobilized on glyoxyl-resin allowed obtaining derivatives with the highest hydrolytic activity (HA(der)) and thermal stability between 27 and 31 times more stable than the soluble lipase Although PFL derivatives were found to be less active and thermally stables similar formation of butyl butyrate concentrations were found for both ILL and PFL derivatives The highest conversion into biodiesel was found in the transesterification of palm oil catalyzed by both ILL and PFL glyoxyl-derivatives (c) 2010 Elsevier B V All rights reserved

Evaluation of the catalytic properties of Burkholderia cepacia lipase immobilized on non-commercial matrices to be used in biodiesel synthesis from different feedstocks

The objective of this work was to produce an immobilized form of lipase from Burkholderia cepacia (lipase PS) with advantageous catalytic properties and stability to be used in the ethanolysis of different feedstocks, mainly babassu oil and tallow beef. For this purpose lipase PS was immobilized on two different non-commercial matrices, such as inorganic matrix (niobium oxide, Nb(2)O(5)) and a hybrid matrix (polysiloxane-polyvinyl alcohol, SiO(2)-PVA) by covalent binding. The properties of free and immobilized enzymes were searched and compared. The best performance regarding all the analyzed parameters (biochemical properties, kinetic constants and thermal stability) were obtained when the lipase was immobilized on SiO(2)-PVA. The superiority of this immobilized system was also confirmed in the transe-sterification of both feedstocks, attained higher yields and productivities. (C) 2010 Elsevier Ltd. All rights reserved.

An integrated approach to produce biodiesel and monoglycerides by enzymatic interestification of babassu oil (Orbinya sp)

Two screenings of commercial lipases were performed to find a lipase with superior performance for the integrated production of biodiesel and monoglycerides. The first screening was carried out under alcoholysis conditions using ethanol as acyl acceptor to convert triglycerides to their corresponding ethyl esters (biodiesel). The second screening was performed under glycerolysis conditions to yield monoglycerides (MG). All lipases were immobilized on silica-PVA composite by covalent immobilization. The assays were performed using babassu oil and alcohols (ethanol or glycerol) in solvent free systems. For both substrates, lipase from Burkholderia cepacia (lipase PS) was found to be the most suitable enzyme to attain satisfactory yields. To further improve the process, the Response Surface Methodology (RSM) was used to determine the optima operating conditions for each biotransformation. For biodiesel production, the highest transesterification yield (>98%) was achieved within 48 h reaction at 39 degrees C using an oil-to-ethanol molar ratio of 1:7. For MG production, optima conditions corresponded to oil-to-glycerol molar ratio of 1: 15 at 55 degrees C, yielding 25 wt.% MG in 6 h reaction. These results show the potential of B. cepacia lipase to catalyze both reactions and the feasibility to consider an integrated approach for biodiesel and MG production. (C) 2009 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Evaluation of the performance of biodiesel from waste vegetable oil in a flame tube furnace

This work presents a theoretical and experimental study of the biodiesel (ethyl ester from a waste vegetable oil) performance in a flame tube furnace. The heat transfer rate was analysed in several sections along the furnace and the performance of the biodiesel was compared to that of diesel oil. The flow of heat from the burn of each fuel in the direction of the walls of the combustion chamber was evaluated under the same fuel injection pressure. The peak of the heat transfer occurred around 0.45 m far from the fuel injection nozzle in a 0.305 m inner diameter combustion chamber. The diesel oil showed a higher heat transfer rate in most parts exposed to the flame. In the region where the body of the flame is not present, the heat transfer of biodiesel becomes higher. (C) 2008 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Effect of Organic Load on the Performance and Methane Production of an AnSBBR Treating Effluent from Biodiesel Production

Currently, there is an increasing demand for the production of biodiesel and, consequently, there will be an increasing need to treat wastewaters resulting from the production process of this biofuel. The main objective of this work was, therefore, to investigate the effect of applied volumetric organic load (AVOL) on the efficiency, stability, and methane production of an anaerobic sequencing batch biofilm reactor applied to the treatment of effluent from biodiesel production. As inert support, polyurethane foam cubes were used in the reactor and mixing was accomplished by recirculating the liquid phase. Increase in AVOL resulted in a drop in organic matter removal efficiency and increase in total volatile acids in the effluent. AVOLs of 1.5, 3.0, 4.5 and 6.0 g COD L(-1) day(-1) resulted in removal efficiencies of 92%, 81%, 67%, and 50%, for effluent filtered samples, and 91%, 80%, 63%, and 47%, for non-filtered samples, respectively, whereas total volatile acids concentrations in the effluent amounted to 42, 145, 386 and 729 mg HAc L(-1), respectively. Moreover, on increasing AVOL from 1.5 to 4.5 g COD L(-1) day(-1) methane production increased from 29.5 to 55.5 N mL CH(4) g COD(-1). However, this production dropped to 36.0 N mL CH(4) g COD(-1) when AVOL was increased to 6.0 g COD L(-1) day(-1), likely due to the higher concentration of volatile acids in the reactor. Despite the higher concentration of volatile acids at the highest AVOL, alkalinity supplementation to the influent, in the form of sodium bicarbonate, at a ratio of 0.5-1.3 g NaHCO(3) g COD (fed) (-1) , was sufficient to maintain the pH near neutral and guarantee process stability during reactor operation.