Search

A biorremedia??o de contamina??o de derramamento de petr?leo, atrav?s de encapsulamento de microrganismos degradadores de hidrocarbonetos em esferas de alginato se apresenta atualmente como uma alternativa de grande interesse pelo relativo baixo custo e menor impacto ambiental que as tradicionais solu??es (qu?micas e f?sicas). O presente trabalho teve como objetivo avaliar o uso de Baga?o de Malte (BM) como uma fonte de nutrientes de baixo custo, que podem ser inseridos em esferas de alginato a fim de auxiliar no crescimento inicial dos microrganismos, sem alterar negativamente as propriedades mec?nicas das esferas. As esferas foram produzidas com 1% (m/m) de alginato de s?dio, 1% (m/m) de cons?rcio comercial de microrganismos e variadas composi??es de BM. Foram avaliados o crescimento inicial dos microrganismos, caracteriza??es das esferas e biodegrada??o de hidrocarbonetos alif?ticos usando diferentes composi??es de BM em esferas de alginato. Observou-se maior crescimento inicial de microrganismos nas esferas com maior composi??o de BM, no entanto a incorpora??o de 3% de BM apresentou maior m?dulo de elasticidade (398 kPa). O ensaio de biorremedia??o, em 40 dias, mostrou que, para a fra??o de hidrocarbonetos alif?ticos de C12 at? C27, existe uma tend?ncia de que maiores concentra??o de BM nas esferas aumenta tamb?m a porcentagem de biorremedia??o. As esferas com 5% de BM apresentaram os melhores resultados de biorremedia??o com porcentagem m?dia geral de 75% e porcentagens m?dias de 81%, 64% e 61% para hidrocarbonetos de cadeia m?dia (C12 a C18), hidrocarbonetos de cadeia longa (C19 a C27) e isopren?ides (pristano e fitano), respectivamente. Bioremediation of oil spill contamination, through encapsulation of hydrocarbon degrading microorganisms in alginate spheres, is currently an alternative of great interest due to its relatively low cost and lower environmental impact than traditional solutions (chemical and physical). The present work aimed to evaluate the use of Malt Bagasse (MB) as a low-cost source of nutrients, which can be inserted into alginate spheres to assist in the initial growth of microorganisms, without negatively altering the mechanical properties of the spheres. The spheres were produced with 1% (m/m) of sodium alginate, 1% (m/m) of commercial consortium of microorganisms and different compositions of MB. Initial growth of microorganisms, bead characterizations and biodegradation of aliphatic hydrocarbons were evaluated using different compositions of MB in alginate beads. Higher initial growth of microorganisms was observed in the spheres with higher MB composition, however the incorporation of 3% of MB presented a higher elastic modulus (398 kPa). The 40-day bioremediation test showed that, for the aliphatic hydrocarbon fraction from C12 to C27, there is a tendency that higher concentration of MB in the spheres also increases the percentage of bioremediation. The spheres with 5% MB showed the best bioremediation results with an overall average percentage of 75% and average percentages of 81%, 64% and 61% for medium chain hydrocarbons (C12 to C18), long chain hydrocarbons (C19 to C27) and isoprenoids (pristane and phytane), respectively. Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior - CAPES

Submitted by Leticia Bueno dos Santos (leticia.bueno@unesp.br) on 2022-07-18T14:18:12Z No. of bitstreams: 1 DISSERTACAO_FINAL_LETICIABUENO3.pdf: 5225800 bytes, checksum: 7661563814bf9d7adb40d11fcd2b36b0 (MD5) Approved for entry into archive by Maria Irani Coito (irani@fcfar.unesp.br) on 2022-07-20T00:34:42Z (GMT) No. of bitstreams: 1 santos_lb_me_arafcf_int.pdf: 5225800 bytes, checksum: 7661563814bf9d7adb40d11fcd2b36b0 (MD5) Made available in DSpace on 2022-07-20T00:34:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 santos_lb_me_arafcf_int.pdf: 5225800 bytes, checksum: 7661563814bf9d7adb40d11fcd2b36b0 (MD5) Previous issue date: 2022-05-31 Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) A crescente conscientização em relação à saúde e alimentação, bem como mudanças de hábitos alimentares, aliadas ao aumento populacional, têm aumentado a demanda por frutas e seus subprodutos. Ainda que muitas frutas sejam principalmente consumidas in natura, muitas frutas são processadas em produtos mais estáveis, convenientes, baratos de transportar e com maior valor agregado. O processamento de frutas gera uma grande quantidade de resíduos e subprodutos, que são comumente descartados ou subutilizados. As comunidades científica e industrial têm, nos últimos anos, destinado a esses resíduos crescente interesse e atenção, buscando identificar e criar estratégias para seu reaproveitamento, convertendo-os em novos materiais e produtos. Um exemplo são os bioplásticos, materiais biodegradáveis e/ou derivados de fontes renováveis. Vários estudos têm explorado os subprodutos de processamento agroindustrial como fontes de macromoléculas que podem ser usados para formular materiais, como filmes para embalagens de alimentos. Por outro lado, a utilização de subprodutos integrais apresenta alguns desafios a serem superados. As diferenças entre as variedades, assim como diferenças sazonais, regionais e de maturação, influenciam na composição da biomassa, tornando difícil prever as propriedades finais dos materiais obtidos. Outro desafio é a dificuldade em dissolver simultaneamente os componentes, principalmente os lignocelulósicos, em um solvente comum. O presente trabalho teve como objetivo produzir, em escala de laboratório, filmes a partir de resíduos integrais (brutos) de processamento de laranja, utilizando pré-tratamento hidrotérmico da biomassa lignocelulósica em autoclave. Os filmes foram formulados a partir do tratamento de diferentes frações de laranja (casca, bagaço e polpa), combinadas e individualmente, a fim de se avaliar suas propriedades. As formulações tiveram adição de agentes plastificante (glicerol) e antiespumante e foram avaliadas em termos de suas propriedades mecânicas, ópticas (cor e opacidade), de barreira ao vapor de água e morfológicas (MEV). As matrizes vegetais também foram caracterizadas por meio de FTIR-ATR e RMN de 13C. Os filmes apresentaram valores de resistência à tração de pelo menos 4 MPa e elongação na ruptura de pelo menos 7%. Dentre as formulações obtidas, o filme produzido a partir da fração de polpa foi o que apresentou menores valores de permeabilidade ao vapor de água. Os filmes também apresentaram atividade antioxidante e absorção de radiação UV, tornando-os candidatos para a utilização como embalagens ativas, por exemplo. Além disso, pode-se afirmar que o prétratamento hidrotérmico foi eficaz na produção de filmes coesos e homogêneos a partir de resíduos de laranja. The growing awareness regarding health and nutrition, as well as changes in eating habits and an increasing world population have increased not only fruit consumption, but also the demand for fruits and their by-products. Although fresh fruits are the most usual form of consumption for many fruits, some of them are usually processed into more stable and convenient products, easy and cheap to transport, and also with added value. The fruit processing generates a large amount of residues that usually end up underutilized or disposed, causing several environmental problems. In the last few years, scientific and industrial communities have shown great attention and interest in these materials in order to identify and develop strategies to reuse these by-products. An example of material that can be obtained from fruit processing by-products are bioplastics. These are biodegradable materials from renewable sources, which can potentially be used as an alternative to conventional (petroleum-derived) plastics. Many studies have been exploring fruit processing by-products as sources of macromolecules that can be used as food packaging materials. Using the bulk waste, on the other hand, presents some key challenges, which need to be overcome. The large varietal, regional as well as seasonal changes in their composition have a significant influence in the biomass composition, making it difficult to precisely predict the final properties of the obtained material. Another challenge is dissolving some bulk materials (especially lignocellulosic ones) in a common solvent. The objective of this project was to produce, in laboratory scale, bioplastics from bulk orange waste, by using a hydrothermal pretreatment on the biomass (in an autoclave). The residue fractions (peel, pomace and finisher pulp) were tested individually and combined in order to have their properties evaluated. A plasticizer agent (glycerol) and an antifoaming agent were added, and the films had their opacity, color, tensile properties, water vapor permeability and surface ultrastructure evaluated. The components of the biomass itself were also evaluated through 13C , FTIR-ATR and Soxhlet extraction. The films presented tensile strength and elongation at break values of at least 4 MPa and 7% respectively. Among the formulations, the film made from orange pulp residue showed the lowest water vapor permeability. The films also showed antioxidant capacity and UV absorption, being potential candidates for applications like active food packaging. It can be stated that the hydrothermal pretreatment was effective for the production of cohesive and homogeneous films from orange residues. In general, these materials showed reasonable tensile properties, with results comparable to some other biopolymer materials in the literature. CNPq: 130182/2020-6

Os frutos de origem amazônica além de representarem uma fonte de alimento para população regional também fazem parte da formação cultural, sendo de ampla importância para comunidade produtora, extrativista e sociedade em geral. Diante disso, é de extrema necessidade que os atores envolvidos com pesquisa, desenvolvimento e inovação repensem o uso da biodiversidade regional, propondo estratégias que visem agregar valor aos produtos extrativistas. O cupuaçu (Theobroma grandiflorum), é um dos frutos de origem amazônica de intensa aplicação na culinária brasileira. Sua casca é um resíduo que encontra-se sem utilidade e destinação final adequada, e uma potencial matéria-prima lignocelulósica que pode ser convertida em químicos de alto valor agregado e energia. Uma das etapas relevantes no processo de conversão de biomassas é o pré-tratamento. A partir do pré-tratamento, a estrutura rígida formadora das biomassas- celulose, hemicelulose e lignina, pode ser degrada de forma que seus carboidratos formadores fiquem mais acessíveis às etapas de conversão seguintes. Muitas técnicas de pré-tratamento têm sido estudadas ao longo dos anos, como a aplicação da energia ultrassônica, a qual pode promover a potencialização do efeito de demais técnicas de pré-tratamento, como o emprego de reagentes ácidos, básicos e líquidos iônicos, por exemplo. Duas importantes rotas de conversão da biomassa são a hidrólise ácida e a pirólise. A partir da hidrólise a fração celulósica e/ou hemicelulósica pode ser “quebrada” obtendo-se assim seus açúcares, de forma semelhantes ao pré-tratamento. A hidrólise ácida da biomassa seguida de reações que envolvem a desidratação de seus monômeros, pode levar à formação de notórios produtos químicos, como o furfural (FF), o 5-hidroximetilfurfural (HMF) e ácido levulínico (AL). Já através da pirólise (degradação a biomassa a elevadas temperaturas na ausência de oxigênio) é possível se obter o bio-óleo formado por uma grande diversidade de compostos, de potencial utilização na indústria química, ou na geração energética. Diante da possibilidade de conversão da biomassa em produtos de alto valor agregado, como os mencionados, este estudo propôs a análise do potencial da casca de cupuaçu na síntese de bioprodutos e energia. Esta proposta visa sobretudo o aproveitamento integral desse resíduo sob os aspectos da biorrefinaria, a manutenção da biodiversidade amazônica, bem como a possibilidade de incremento de renda das comunidades produtora e extrativistas do cupuaçu. The fruits of Amazon origin, in addition to representing a source of food for the regional population, are also part of cultural formation being of great importance for the producing, extractive community and society in general. In view of this, it is extremely necessary that the actors involved in research, development and innovation rethink the use of regional biodiversity, proposing an implementation that aims to add value to extractive products. Cupuaçu (Theobroma grandiflorum) is one of the fruits of Amazonian origin with intense application in Brazilian cuisine. Its husk is a waste that is not useful and has no proper final destination, and a potential lignocellulosic raw material that can be converted into chemicals with high added value and energy. One of the relevant steps in the biomass conversion process is pretreatment. From the pretreatment, a rigid structure that forms biomass-cellulose, hemicellulose and lignin, can be degraded so that its forming carbohydrates are more accessible in the following conversion steps. Many pretreatment techniques have been studied over the years, such as the application of ultrasonic energy, which can enhance the effect of other pretreatment, such as the use of acidic, basic and ionic liquid reagents, by example. Two important biomass conversion routes are acid hydrolysis and pyrolysis. From hydrolysis to cellulosic and/or hemicellulosic fractions, it can be “broken” thus obtaining its sugars, in parallel with the pre-treatment. Acid hydrolysis of biomass, followed by reactions that involve the dehydration of its monomers, can lead to the formation of notorious chemicals, such as furfural (FF), 5-hydroxymethylfurfural (HMF) and levulinic acid (AL). On the other hand, through pyrolysis (degradation to biomass at high temperatures in the absence of oxygen) it is possible to obtain bio-oil formed by a great diversity of compounds, of potential use in the chemical industry, or in energy generation. Given the possibility of converting biomass into products with high added value, such as those mentioned, this study proposed an analysis of the potential of the cupuaçu bark for the synthesis of bioproducts and energy. This proposal aims, above all, at the integral use of this residue under the biorefinery aspects, the maintenance of Amazonian biodiversity, as well as an option to increase the income of the producing and extractive communities of cupuaçu.

Orientador: Andreas Karoly Gombert Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos Resumo: As atuais tecnologias de produção de etanol combustível de segunda geração (2G), com base em matérias-primas lignocelulósicas, enfrentam sérias dificuldades para se tornarem economicamente viáveis, tendo até agora alcançado volumes de produção bem abaixo das previsões feitas há uma ou duas décadas. Como iniciativa para enfrentar alguns dos desafios inerentes a esses processos industriais, aqui propomos um conceito alternativo, baseado na integração de tecnologias de primeira geração (1G) e 2G, no contexto de biorrefinarias de cana-de-açúcar. O conceito envolve uma mistura da corrente rica em sacarose do processo 1G com uma corrente 2G parcialmente hidrolisada, rica em celobiose, na etapa de fermentação. A estratégia também envolve o que chamamos de plataforma microbiana "iSUCCELL", responsável por realizar a fermentação da sacarose e da celobiose em etanol, via transporte ativo dos açúcares e suas subsequentes hidrólises intracelulares. Primeiramente, abordamos separadamente o metabolismo de cada dissacarídeo na levedura Saccharomyces cerevisiae. O componente "iCELL" foi estudado através da engenharia de linhagens de S. cerevisiae com o transportador de celobiose CDT-1 de Neurospora crassa e seis ?-glicosidases individuais de diferentes fungos filamentosos: uma de N. crassa (GH1-1), uma de Aspergillus niger (AN 8517) e quatro de Podospora anserina (PA 951, PA 3784, PA 6071 e PA 10293), sendo as cinco últimas enzimas ainda até então não descritas na literatura. Uma vez que nenhuma das linhagens engenheiradas inicialmente foi capaz de crescer em celobiose, uma posterior abordagem de evolução laboratorial foi conduzida para melhorar o desempenho cinético de todas as linhagens. Após a conclusão dos experimentos de evolução, embora a cinética de crescimento de todas as linhagens em celobiose como única fonte de carbono tenha melhorado, a análise dos dados de sequenciamento genômico revelou que pelo menos dois dos experimentos de evolução foram contaminados com Meyerozyma guilliermondii, uma espécie de levedura que conseguiu se estabelecer no sistema de cultivo, provavelmente devido à sua capacidade natural de utilizar a celobiose como fonte de carbono. Para o componente "iSUC" de nossa estratégia, lançamos mão das propriedades de uma linhagem iSUC de S. cerevisiae obtida em um trabalho anterior (Basso et al. 2011) e que apresenta maior rendimento em etanol, frente a uma linhagem referência. Avaliamos seu desempenho em situações mais condizentes com o cenário industrial, ou seja, em sistema de cultivo em batelada, com excesso de açúcar, e em um sistema miniaturizado que mimetiza o processo brasileiro de produção de etanol combustível 1G. Os resultados desses estudos mostraram que a linhagem iSUC não foi capaz de apresentar incremento no rendimento em etanol, quando comparada à linhagem referência que hidrolisa a sacarose predominantemente no meio extracelular. Analisados em conjunto, os resultados apresentados nesta tese, embora não tenham conduzido ao nosso objetivo inicial, abrem as portas para estudos futuros que visem demonstrar o potencial da abordagem iSUCCELL em uma linhagem industrial robusta e em um ambiente industrial real Abstract: Current second-generation (2G) fuel ethanol technologies are facing severe difficulties to become economically viable, having so far reached production volumes well below predictions made one or two decades ago. As an initiative to tackle some of the challenges inherent to these processes, here we propose an alternative concept that relies on the integration of first-generation (1G) and 2G sugarcane-based processes by mixing the sucrose-rich stream from the 1G process with a partially hydrolysed cellobiose-rich 2G stream in the fermentation step. The strategy also involves what we named a microbial "iSUCCELL" platform, responsible for carrying out fermentation of sucrose and cellobiose into ethanol, via active transport of the sugars and their subsequent intracellular hydrolyses. We first addressed the metabolism of each disaccharide in the yeast Saccharomyces cerevisiae, separately. The "iCELL" component was studied by engineering S. cerevisiae strains with the Neurospora crassa CDT-1 cellobiose transporter and six individual ?-glucosidases from different filamentous fungi: one from N. crassa (GH1-1), one from Aspergillus niger (AN 8517), and four from Podospora anserina (PA 951, PA 3784, PA 6071, and PA 10293), the latter five being hitherto undescribed enzymes. Since none of the engineered strains initially sustained growth on cellobiose, a further laboratory evolution approach was applied to improve the kinetic performances of all strains. After completion of the evolution experiments, although the growth kinetics of all strains on cellobiose as a sole carbon source indeed improved, analysis of whole-genome sequencing data revealed that at least two of the evolution experiments had been contaminated with Meyerozyma guilliermondii, a yeast species that managed to settle in the cell population, probably because of its natural capacity to utilise cellobiose as carbon source. For the "iSUC" component of our strategy, we leveraged the properties of a S. cerevisiae iSUC strain obtained in a previous work (Basso et al. 2011), in terms of increased ethanol yields vs. a reference strain, and evaluated its performance in situations which are closer to the industrial scenario, i.e., in batch operation with excess sugar and in a miniaturised system mimicking the Brazilian 1G fuel ethanol process. The results from these studies showed that the iSUC strain was not able to display any increment in the ethanol yield on substrate, when compared to the reference strain that mainly hydrolysed sucrose extracellularly. Analysed together, the results presented in this thesis, although not leading to reach our initial goal, open the door for future studies aiming at demonstrating the potential of the iSUCCELL approach in a robust industrial strain and in a real industrial environment Doutorado Bioenergia Doutora em Ciências CAPES 001 FAPESP

Orientadores: Bruna de Souza Moraes, Flavia Vischi Winck Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos Resumo: A produção de biogás ocorre por meio da digestão anaeróbia (DA), que permite a recuperação energética da matéria orgânica através da produção de metano (CH4). Substratos da atividade sucroalcooleira são considerados como potenciais facilitadores do desenvolvimento de biorrefinarias, tornando o sistema mais resiliente e versátil. Nesse contexto, a co-digestão de substratos de diferentes biodegradabilidades (mais degradáveis com menos degradáveis) surge como uma alternativa, sendo capaz de amenizar os efeitos inibitórios desses resíduos à DA, além de poder melhorar o processo de monodigestão de vinhaça que é "convencionalmente" realizado nas usinas de etanol. Portanto, o objetivo deste trabalho foi co-digerir resíduos da produção de etanol 1G (vinhaça e torta de filtro) e resíduos da produção de etanol 2G (licor de desacetilação) para obter biogás e propor a integração da biorrefinaria 1G2G. A etapa 1 do projeto consistiu em realizar a análise do Potencial Bioquímico de Metano (PBM) de cada resíduo, na etapa 2 foi realizada a operação em reator contínuo para a co-digestão de três resíduos e a etapa 3 foi uma otimização da produção de biogás com adição de nanopartículas de Fe3O4 (NP) na operação do reator de co-digestão (o mesmo operado na etapa 2). Para as etapas 2 e 3 foi feita a identificação do consórcio microbiano juntamente com proteínas extracelulares (análise proteômica), para traçar a rota metabólica em ambas as operações do reator. Os resultados de PBM mostraram que a co-digestão da vinhaça 1G com a torta de filtro e o licor de desacetilação melhorou o rendimento de CH4 de substratos isolados, atingindo 605 NmLCH4 gSV-1. A vinhaça e o licor de desacetilação como únicos co-substratos aumentaram o PBM em 38% em relação a vinhaça, indicando sinergismo nutricional. Na operação contínua do reator de co-digestão dos três resíduos o maior rendimento de CH4 foi de 230 NmLCH4 gSV-1 com eficiência média de remoção de matéria orgânica de 83% ± 13 alcançados na Carga Orgânica Volumétrica (COV) de 4,16 gSV L-1dia-1. Além disso, o uso de Fe3O4 NP mostrou-se eficiente no processo de otimização da produção de CH4, uma vez que o valor máximo foi 2,8 ± 0,1 NLCH4 gSV-1 sendo 90% superior ao obtido na co-digestão sem a presença de NP. A principal Archaea metanogênica encontrada em ambos os reatores (estágio 2 e estágio 3) foi Methanoculleus, indicando que a possível rota metabólica predominante foi a oxidação do acetato sintrófico (SAO) acoplada à metanogênese hidrogenotrófica. Por meio desses resultados, foi possível realizar uma análise energética e obter a capacidade instalada para uma biorrefinaria integrada de etanol 1G2G de mais de 50 MW (considerando somente a capacidade energética do biogás) durante o período de safra. Convertendo o biogás em biometano foi provido a necessidade de biocombustível da frota da maior usina de etanol do Brasil e ainda obtido um excedente que pode ser injetado na rede de gás e gerar eletricidade. De maneira geral, os resultados mostraram que a co-digestão dos resíduos propostos é uma alternativa viável para a produção de biogás e integração da biorrefinaria de etanol 1G2G Abstract: Biogas production occurs through anaerobic digestion (AD), which allows the energetic recovery of the organic source through the use of methane (CH4). Substrates from the sugar-alcohol activity are considered as potential facilitators of the development of biorefineries, making the system more resilient and versatile. In this context, the co-digestion of substrates of different biodegradability (more degradable with less degradable) appears as an interesting alternative, being able to soften the inhibitory effects of those residues to AD, in addition to being able to improve the process of monodigestion of vinasse that is "conventionally " carried out in ethanol plants. Therefore, the objective of this work was to co-digest residues from the 1G ethanol-producing (vinasse and filter cake) and residues from the 2G ethanol-producing (deacetylation liquor) to obtain biogas and propose the integration of the 1G2G biorefinery. Stage 1 of the project consisted of performing the Biochemical Methane Potential (BMP) analysis of each residue, stage 2 was the operation in a continuous reactor for the co-digestion of three residues, and stage 3 was an optimization of biogas production with adding Fe3O4 nanoparticles (NP) in the co-digestion reactor operation (the same was operated in stage 2). For stages 2 and 3 was done identification of the microbial consortium together with extracellular proteins (proteome analysis), to trace the metabolic route in both reactor operations. BMP results showed that co-digestion of vinasse 1G with filter cake and deacetylation liquor improved the CH4 yield of isolated substrates, reaching 605 NmLCH4 gVS-1. Vinasse and deacetylation liquor as the only co-substrates increased PBM by 38% over vinasse, indicating nutritional synergism. In the continuous operation of the co-digestion reactor of the three residues, the highest CH4 yield was 230 NmLCH4 gSV-1 with average organic matter removal efficiency of 83% + 13 achieved at Organic Load Rate (OLR) of 4.16 gVS L-1day-1. Furthermore, the use of Fe3O4 NP proved to be efficient in the process of optimizing the production of CH4, since the maximum value was were 2.8 ± 0.1 NLCH4 gVS-1 being 90% higher than that obtained in the co-digestion without the presence of NP. The main methanogenic Archaea found in both reactors (stage 2 and stage 3) was Methanoculleus, indicating that the predominant metabolic route possible was syntrophic acetate oxidation (SAO) coupled with hydrogenotrophic methanogenesis. Through these results, was possible to perform an energy analysis and obtained the installed capacity for an integrated 1G2G ethanol biorefinery of more than 50 MW (considering only the energy capacity of biogas) during the season period. By converting biogas into biomethane, the need for biofuel in the fleet of the largest ethanol plant in Brazil was provided and still obtained a surplus that can be injected into the gas grid and generate electricity. In general, the results obtained showed that the co-digestion of the proposed residues is a viable alternative for the production of biogas and integration of the 1G2G ethanol biorefinery Doutorado Bioenergia Doutora em Ciências FAPESP 2018/09893-1 CAPES 001 CNPQ

Orientador: Maria Regina Wolf Maciel Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química Resumo: A conversão de moléculas reativas e versáteis obtidas por fermentação, como o ácido láctico (LA), em outros produtos de valor agregado através da catálise química é uma abordagem promissora no desenvolvimento de biorrefinarias. 1,2-Propanodiol (1,2-PDO) é um interessante produto químico para ser obtido via rota híbrida a partir do LA, pois possui baixos rendimentos de fermentação e elevados rendimentos a partir da hidrogenação de LA. A produção de LA, no entanto, é bastante afetada pelo pH da fermentação e tem um elevado custo de separação e purificação. Além disso, a necessidade de agentes neutralizantes e os sais produzidos durante a fermentação impactam significativamente o desempenho ambiental e econômico desse processo. Neste contexto, utilizar outros agentes neutralizantes e realizar a fermentação a menores pHs podem melhorar a lucratividade desse processo. Este trabalho investiga o impacto dos parâmetros da fermentação e avalia o desempenho econômico de novos processos de separação alternativos para produzir LA e a sua conversão em 1,2-PDO por hidrogenação catalítica. Os resultados mostram que a fermentação a baixos pHs (pH = 3,86) é lucrativo (Taxa Interna de Retorno, TIR>10%) a um rendimento de fermentação de 0,97 g/g sacarose. Uma nova configuração de processo que tem sulfato de amônio como subproduto apresenta potencial para uma TIR 3 pp maior e uma demanda de combustível 30% menor em comparação com o processo convencional. Os resultados também mostram que a viabilidade econômica de se produzir 1,2-PDO a partir de LA é altamente dependente da capacidade produtiva, que deve ser maior que 40,000 t/ano e possui demanda de energia similar ao processo a partir de glicerol. A uma capacidade de produção de 80.000 t 1,2-PDO/ano e o preço mínimo de venda do LA em um processo autônomo de US$ 646,96/t, o preço mínimo de venda do 1,2-PDO é de US$ 1.546,61/t, 39% maior que seu preço de mercado atual. Assim, processos de separação alternativos poderiam impulsionar a fermentação a baixos pHs e viabilizar o uso de LA como intermediário em biorrefinarias Abstract: The transformation of reactive and versatile molecules obtained by fermentation, such as lactic acid (LA), into other products of added value by chemical catalysis is a promising approach to develop biorefineries. 1,2-Propanediol (1,2-PDO) is an attractive commodity chemical to be produced by hybrid routes from LA, because of its low fermentation yields and the high lactic acid hydrogenation yields. LA production, however, is highly affected by the fermentation pH and has a high downstream processing cost. Also, the need for neutralizing agents and the salts produced during fermentation have a significant impact on the overall environmental and economic performance. In this context, changing the neutralizing agent and allowing lower-pH fermentation can improve the process profitability. This work investigates the impact of fermentation parameters and evaluates the process economics of novel alternative downstream processing designs to produce LA and its conversion into 1,2-PDO by catalytic hydrogenation. The results show that low-pH fermentation (pH = 3.86) was profitable (Internal Rate of Return, IRR>10%) at a fermentation yield of 0.97 g/g sucrose. A novel process configuration with ammonium sulfate subproduct shows potential for 3 p.p. higher IRR and up to 30% lower fuel demand in comparison with the conventional process. The results also show that the economic feasibility of producing 1,2-PDO from LA is highly dependent of its production capacity, which should be higher than 40.000 t/y and has energy requirements like those for the glycerol-based process. At the production capacity of 80.000 t 1,2-PDO/y and the LA minimum selling price (MSP) of $646.96/t for a standalone LA facility, the 1,2-PDO MSP is $1,546.61/t, 39% higher than its current market price. Therefore, alternative downstream processes could drive low-pH fermentation and enable LA use as a building block in biorefineries Doutorado Engenharia Química Doutora em Engenharia Química CNPQ 141584/2017-3 FAPESP 2015/20630-4

Doctoral Program in Bioengineering, Nos últimos anos a produção biotecnológica de biocombustíveis e outros químicos a partir de biomassa renovável apareceu como uma alternativa para a economia baseada em petróleo. No entanto, a implementação de biorrefinarias sustentáveis e economicamente viáveis está dependente de acoplar a produção de bioenergia à de químicos de valor acrescentado. Com este propósito, o Departamento de Energia dos US identificou um grupo de compostos alvo para serem produzidos a partir de carboidratos de biorrefinaria. Entre eles, o 5-hidroximetilfurfural (HMF) é uma molécula altamente versátil que pode ser obtida através da desidratação de hexoses presentes na biomassa e pode ser convertido posteriormente a uma vasta gama de compostos de valor mais elevado. O bioetanol é um dos biocombustíveis mais proeminentes e também foi considerado um dos principais químicos a ser obtido a partir de biomassa. Saccharomyces cerevisiae, o microrganismo mais usado na produção de bioetanol, tem sido extensivamente explorado para a utilização de biomassas renováveis. Considerando isto, e tirando partido das características robustas das estirpes industriais de S. cerevisiae e das estratégias avançadas de edição de genoma, este trabalho focou-se no desenvolvimento de estirpes recombinantes para melhorar a produção de bioetanol, assim como na exploração destas estirpes industriais para a produção de derivados de HMF. Com isto em mente, a presente tese resultou em: (1) uma estirpe capaz de consumir xilose e de atingir rendimentos elevados de etanol a partir da xilose presente em hidrolisados hemicelulósicos não destoxificados, (2) uma estirpe hemicelulolítica capaz de consumir xilose e que resultou na concentração mais alta de etanol a ser reportada a partir de bioprocessamento consolidado de licores hemicelulósicos usando S. cerevisiae, (3) uma estirpe celulolítica capaz de consumir lactose e de produzir concentrações altas de etanol (> 50 g/L) a partir de uma mistura de caroço de milho prétratado e de soro de queijo, usando concentrações baixas de celulases comerciais, e (4) o estabelecimento de estirpes selvagens de S. cerevisiae como possíveis biocatalisadores para a conversão de HMF em ácido 5-hidroximetil-furano-2-carboxílico (HMFCA), e possivelmente em outros derivados de HMF através de estratégias de engenharia genética. Em conjunto, estes resultados suportam a idealização de uma biorrefinaria economicamente viável focada na produção de bioetanol e derivados de HMF com valor acrescentado, usando S. cerevisiae como plataforma celular, e contribuindo para o estabelecimento de uma bioeconomia., In the last years the biotechnological manufacturing of biofuels and other chemicals from renewable biomasses has appeared as an alternative to the petroleum-based economy. Nonetheless, the implementation of cost-effective and sustainable biorefineries is dependent of coupling the production of bioenergy with high value chemicals. For this purpose, the US Department of Energy identified a group of key target compounds to be produced from biorefinery carbohydrates. Among them 5- hydroxymethylfurfural (HMF) is a highly versatile molecule, that can be obtained by dehydration of the hexoses present on biomass and can be further converted into a wide range of higher value compounds. Bioethanol is one of the most prominent biofuels and has also been considered one of the top chemicals to be obtained from biomass. Saccharomyces cerevisiae, the preferred microorganism for bioethanol production, has been extensively explored for the use of renewable biomasses. Considering these and taking advantage of the robust characteristics of industrial S. cerevisiae strains and of advanced genomeediting strategies, this work focused on the development of recombinant strains for improved bioethanol production, as well as on the exploitation of these industrial strains for the production of HMF-derivatives. With this in mind, the present thesis resulted in: (1) a xylose-consuming strain capable of attaining high ethanol yields from the xylose present in a non-detoxified hemicellulosic hydrolysate, (2) a xyloseconsuming hemicellulolytic strain which resulted in the highest ethanol titer reported from a consolidated bioprocessing of hemicellulosic liquors by S. cerevisiae, (3) a lactose-consuming cellulolytic strain, capable of producing high ethanol titers (> 50 g/L) from a mixture of pretreated corn cob and cheese whey using low quantities of commercial cellulases, and (4) the establishment of wild-type S. cerevisiae as a possible biocatalyst for the conversion of HMF into 5‐hydroxymethyl‐furan‐2‐carboxylic acid (HMFCA), and possibly into other HMF-derivatives through genetic engineering strategies. Altogether, these results support the idealization of an economical viable biorefinery focused on the production of bioethanol and high value HMF-derivatives, using S. cerevisiae as a cell factory platform, and contributing to the establishment of a bio-based economy., The author would like to acknowledge the Fundação para a Ciência e Tecnologia (FCT) for having financially supported the work presented in this thesis through the MIT-Portugal Doctoral Program (Ph.D. Grant PD/BD/128247/2016). The author would also like to thank Biovino project, funded by the European Regional Development Fund through the Interreg VA España-Portugal (POCTEP), as well as the University of Minho, School of Engineering and Centre of Biological Engineering.

Produced water is an effluent from the oil and gas industry generated in large quantities. Its disposal without prior treatment can cause negative impacts not only to the environment but also to human health. This occurs due to the water's high salinity and composition that includes heavy metals, oil particles and chemical compounds with toxic properties. Among these compounds, polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) are one of the most worrying groups. PAHs are recalcitrant, carcinogenic organic pollutants that, despite their toxicity, can be removed and degraded by microalgae and cyanobacteria through three mechanisms: phycoadsorption, phycosorption and phycodegradation. Based on the aforementioned, this review aims to provide an overview of the remediation mechanisms of polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) by microalgae and cyanobacteria. This review takes into account the point of view of circular bioeconomy, where the biomass of microalgae and cyanobacteria is considered a potential source of essential elements for the generation of bioproducts such as biofuels and biopolymers. El agua de producción es un efluente de la industria del petróleo y gas generada en grandes cantidades. Su descarte sin el debido tratamiento previo, puede ocasionar impactos negativos no solo a el medio ambiente como también a la salud humana. Esto porque, el agua de producción además de poseer alta salinidad, está compuesta por metales pesados, partículas de petróleo y compuestos químicos con propiedades tóxicas. Dentro de estos compuestos, los hidrocarburos policíclicos aromáticos (HPAs) son uno de los grupos más preocupantes. Los HPAs son contaminantes orgánicos de naturaleza carcinogénica, recalcitrante, que, a pesar de su toxicidad, pueden ser removidos y degradados por microalgas y cianobacterias a partir de tres mecanismos: ficoadsorción, ficoabsorción y ficodegradación. Mediante lo expuesto, esta revisión tiene por objetivo proporcionar una visión general acerca de los mecanismos de remediación de los hidrocarburos policíclicos aromáticos (HPAs) por microalgas y cianobacterias. Esta revisión tiene en cuenta el punto de vista de la bioeconomía circular, donde la biomasa de microalgas y cianobacterias se considera una fuente potencial de elementos esenciales para la generación de bioproductos como biocombustibles y biopolímeros. A água produzida é um efluente da indústria de óleo e gás gerada em grandes quantidades. Seu descarte, sem o devido tratamento prévio, pode ocasionar impactos negativos não só ao meio ambiente como também à saúde humana. Isso ocorre porque a água produzida, além de possuir alta salinidade, é composta por metais pesados, partículas de óleos e compostos químicos com propriedades tóxicas. Dentre os seus componentes, os hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs) são um dos grupos mais preocupantes. Os HPAs são poluentes orgânicos de natureza carcinogênica, recalcitrantes, que, apesar de sua toxicidade, podem ser removidos e degradados por microalgas e cianobactérias a partir de três mecanismos: ficoadsorção, ficossorção e ficodegradação. Mediante ao exposto, esta revisão tem por objetivo fornecer uma visão geral acerca dos mecanismos de remediação dos hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs) por microalgas e cianobactérias. Esta revisão leva em consideração o ponto de vista da bioeconomia circular, onde a biomassa das microalgas e cianobactérias são consideradas uma potencial fonte de elementos essenciais para geração de bioprodutos como biocombustíveis e biopolímeros.

Submitted by Andre Luis Nunes dos Santos (andre.n.santos@unesp.br) on 2021-10-14T19:54:05Z No. of bitstreams: 1 DISSERTACAO - Andre Luis Nunes dos Santos.pdf: 1494893 bytes, checksum: 762a7178a9696bff27afeca8801d8c2c (MD5) Approved for entry into archive by Pamella Benevides Gonçalves null (pamella@feg.unesp.br) on 2021-10-19T11:54:13Z (GMT) No. of bitstreams: 1 santos_aln_me_guara.pdf: 1494893 bytes, checksum: 762a7178a9696bff27afeca8801d8c2c (MD5) Made available in DSpace on 2021-10-19T11:54:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 santos_aln_me_guara.pdf: 1494893 bytes, checksum: 762a7178a9696bff27afeca8801d8c2c (MD5) Previous issue date: 2021-08-27 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Com preço crescente dos combustíveis associada ao consequente esgotamento das reservas não renováveis de combustíveis fósseis, são buscadas novas alternativas para suprir a demanda de energia e combustíveis no mundo. Atualmente, a biorrefinaria de eucalipto para produção de etanol vem ganhando espaço, pois se trata de uma alternativa sustentável devido ao uso de madeira de reflorestamento com grande oferta no território brasileiro. Contudo, ainda o custo de produção do etanol é muito elevado, necessitando assim buscar maior eficiência do processo, além de buscar uma destinação de maior valor agregado para os subprodutos desse processo de biorrefinaria de segunda geração. Com isto, este trabalho tem como objetivo estudar a extração da lignina proveniente da polpação soda, visando desenvolver métodos de extração e descontaminação da lignina nas etapas de polpação soda e na hidrólise ácida da polpa celulósica. Foram desenvolvidos dois métodos neste trabalho, onde o primeiro teve como objetivo realizar a extração da lignina da polpação soda, onde realizou a acidificação do licor negro até um pH próximo a 2,0 e precipitação da lignina, formando durante o processo uma “pedra” de lignina. Na segunda etapa realizou-se uma dupla lavagem com água deionizada com extração do sobrenadante para extração dos contaminantes presentes na lignina. Com o método desenvolvido para precipitação da lignina do licor negro foi obtido uma média geral de 14,11g de amostra precipitada, em 100g de cavaco iniciais, com um teor de lignina klason de 86,07%, resultando em uma extração de 44,43% da lignina presente na madeira. Com método desenvolvido para remoção de impurezas obteve-se um resultado de 95% de teor de lignina klason. O teor de lignina Klason presente no resíduo sólido da hidrólise ácida da polpa celulósica foi em torno de 0,2% para as condições estudadas, sendo uma quantidade muito baixa, inviabiliza o trabalho com este resíduo. A partir dos resultados obtidos pode-se concluir que os métodos desenvolvidos o para extração de lignina do licor negro proveniente da polpação soda se destaca como um recurso flexível e sustentável, uma vez que foi possível se obter o produto final com 95% de teor de lignina com um processo de curtas etapas e emprego mínimo de reagentes. With the rising price of fuels associated with the consequent depletion of non-renewable fossil fuel reserves, new alternatives are being sought to supply the demand for energy and fuels in the world. Currently, the eucalyptus biorefinery for ethanol production is gaining space, as it is a sustainable alternative due to the use of reforestation wood with a great offer in the Brazilian territory. Still, the cost of producing ethanol is very high, thus needing to seek greater efficiency in the process, in addition to seeking a destination with greater added value for the by-products of this second generation biorefinery process. With this in mind, this work aims to study the extraction of lignin from soda pulping, aiming to develop methods of extraction and decontamination of lignin in the steps of soda pulping and in the acid hydrolysis of cellulose pulp. The lignin production process taking into account a biorefinery plant for ethanol production consisted of a pre-treatment of the chips, followed by a soda pulping for pulp delignification and individualization of the wood fibers and hydrolysis of the pulp obtained, aiming at the treatment of the lignin obtained in the chemical pulping and in the hydrolysis of the pulp. Two methods were developed in this work, where the first aimed to extract the lignin from the soda pulp, where it performed the acidification of the black liquor to a pH close to 2.0 and precipitation of the lignin, forming during the process a "stone" of lignin. In the second method developed, he performed a double wash with deionized water with extraction of the supernatant to extract the contaminants present in the lignin. With the method developed for precipitation of black liquor lignin, a general average of 14.11g of precipitated sample was obtained, in 100g of initial chips, with a klason lignin content of 86.07%, resulting in an extraction of 44.43% of the lignin present in the wood. With a method developed to remove impurities, a result of 95% of klason lignin content was obtained. The content of Klason lignin present in the solid residue from the acid hydrolysis of cellulosic pulp was around 0.2% for the conditions studied, being a very low amount, which makes working with this residue unfeasible. From the results obtained, it can be concluded that the methods developed for the extraction of lignin from black liquor from soda pulping stand out as a flexible and sustainable resource, since it was possible to obtain the final product with 95% content of lignin with a short-step process and minimal use of reagents. 88882.433469/2019-01

Submitted by Iliane Rodrigues de Oliveira (iliane.rodrigues@unesp.br) on 2021-09-15T17:25:06Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Iliane Rodrigues de Oliveira - 13-09-2021.pdf: 1369666 bytes, checksum: 4fbf6cc75e87ce6de8d3d92b0cd5a476 (MD5) Approved for entry into archive by Pamella Benevides Gonçalves null (pamella@feg.unesp.br) on 2021-09-20T19:06:47Z (GMT) No. of bitstreams: 1 oliveira_ir_me_guara.pdf: 1369666 bytes, checksum: 4fbf6cc75e87ce6de8d3d92b0cd5a476 (MD5) Made available in DSpace on 2021-09-20T19:06:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 oliveira_ir_me_guara.pdf: 1369666 bytes, checksum: 4fbf6cc75e87ce6de8d3d92b0cd5a476 (MD5) Previous issue date: 2021-08-26 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Na busca pelo total aproveitamento da biomassa e sua energia, a biorrefinaria permite a separação de hemiceluloses da biomassa lignocelulósica e fabricação de produtos de alto valor agregado. Compostos importantes, como o furfural, podem ser obtidos durante a etapa de pré-tratamento da madeira. Considerando o rendimento de remoção de hemiceluloses através do uso de auto-hidrólise, a integração da produção de furfural ao processo produtivo do bioetanol a partir da madeira de eucalipto, objeto desse estudo, se mostra interessante. Para tanto, foram utilizados cavacos de Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla provenientes da região de Itapeva-SP. Antes da auto-hidrólise foi realizada a caracterização dos cavacos. A auto-hidrólise foi realizada nas temperaturas de 160, 165 e 170ºC, com tempos de 15, 30 e 45 min. Para a quantificação de furfural foram utilizados dois métodos: análise HPLC (High Performance Liquid Chromatography) e o método volumétrico brometo-bromato. Com base nos resultados obtidos da análise HPLC foi verificado que a relação entre tempo e temperatura que se mostra mais vantajosa, para remoção de hemicelulose e consequente produção de furfural foi 170ºC com 45 min, devido ao observando aumento de 55,9% na remoção de xilose com acréscimo de 5ºC na temperatura (165 para 170ºC), e somente 14,3% na remoção de glicose, nas mesmas condições. Havendo a possibilidade de aumento dessa temperatura de pré-tratamento para trabalhos futuros. Os resultados indicaram que o método volumétrico se mostrou inadequado para a determinação do teor de furfural no licor da auto-hidrólise utilizado sob tais condições, devido à grande variação apresentada entre os resultados. Biorefinery allows separation of hemicelluloses from lignocellulosic biomass and manufacture of products with high added value. In this context, considering the yields of removing hemicelluloses through use of auto-hydrolysis, in addition to environmental and economic advantages, coupled with the fact that important compounds such as furfural can be obtained during pre-treatment stage, the integration of furfural production the processing of bioethanol from eucalyptus wood, the object of this study, is interesting. For this purpose, Eucalyptus grandis x Eucalyptus urophylla chips from the region of Itapeva-SP were used. The characterization of chips was carried out before the auto-hydrolysis process. Autohydrolysis was performed at temperatures of 160, 165 and 170ºC, with times of 15, 30 and 45 min. For furfural quantification, bromide-bromate volumetric method and HPLC (High Performance Liquid Chromatography) analysis were used. Based on the results obtained from the HPLC analysis, it was verified that the relationship between time and temperature that is most advantageous for the removal of hemicellulose and consequent production of furfural was 170ºC with 45 min, because of the increase of 55.9% in the removal of xylose with an rise of 5ºC in the temperature (165 to 170ºC) observed, and only 14.3% in the removal of glucose, under the same conditions. With the possibility of increasing this pre-treatment temperature for future works. The results indicated that the bromide-bromate volumetric method is proved to be inadequate for determination of furfural content in autohydrolysis liquor used under such conditions, due to great variation presented between the results 88887.480919/2020-00

IV SIMPÓSIO DE PESQUISAS E EXPERIÊNCIAS EM AGRICULTURA FAMILIAR E DESENVOLVIMENTO RURAL XI FEIRA BAIANA DE AGRICULTURA FAMILIAR E ECONOMIA SOLIDÁRIA EIXO I – PADRÕES DE PRODUÇÕES E CONSUMO SUSTENTÁVEIS PELA AGRICULTURA FAMILIAR USO EFICIENTE DOS RECURSOS NATURAIS | TRABALHOS CIENTÍFICOS O Território Litoral Sul da Bahia (TLS) tem nas cultura do cacau e aroeira duas potenciais fontes de matéria-prima para geração de bioprodutos de alto valor agregado através de alternativos processos de biorrefino. As biorrefinarias comunitárias sustentáveis são empreendimentos de micro e pequeno portes acessíveis a e operacionalizáveis por comunidades rurais, capazes de gerar um fluxo de produção estável via tecnologias limpas. Com o objetivo de caracterizar oportunidades de melhoria de renda, sustentabilidade, conservação e revalorização da Mata Atlântica do TLS, um projeto-piloto, com o cacau e aroeira, com quatro elementos interconexos, foi desenvolvido: 1) pré-análise; 2) testes experimentais; 3) divulgação científica e 4) implantação. Duas promissoras linhas de desenvolvimento destas ações foram detectadas na forma da cooperação interinstitucional local e internacional

IV SIMP��SIO DE PESQUISAS E EXPERI��NCIAS EM AGRICULTURA FAMILIAR E DESENVOLVIMENTO RURAL XI FEIRA BAIANA DE AGRICULTURA FAMILIAR E ECONOMIA SOLID��RIA EIXO I ��� PADR��ES DE PRODU����ES E CONSUMO SUSTENT��VEIS PELA AGRICULTURA FAMILIAR USO EFICIENTE DOS RECURSOS NATURAIS | TRABALHOS CIENT��FICOS O Territ��rio Litoral Sul da Bahia (TLS) tem nas cultura do cacau e aroeira duas potenciais fontes de mat��ria-prima para gera����o de bioprodutos de alto valor agregado atrav��s de alternativos processos de biorrefino. As biorrefinarias comunit��rias sustent��veis s��o empreendimentos de micro e pequeno portes acess��veis a e operacionaliz��veis por comunidades rurais, capazes de gerar um fluxo de produ����o est��vel via tecnologias limpas. Com o objetivo de caracterizar oportunidades de melhoria de renda, sustentabilidade, conserva����o e revaloriza����o da Mata Atl��ntica do TLS, um projeto-piloto, com o cacau e aroeira, com quatro elementos interconexos, foi desenvolvido: 1) pr��-an��lise; 2) testes experimentais; 3) divulga����o cient��fica e 4) implanta����o. Duas promissoras linhas de desenvolvimento destas a����es foram detectadas na forma da coopera����o interinstitucional local e internacional, Agradecimentos: �� Universidade de Valladolid (UVA), na pessoa do Tutor Prof. Dr. Jes��s Gil, Profa. Dra. Laura Dur��n e Prof. Dr. Salvador Hernandez, por nos receber, apoio e treinamento. Aos professores MsC. F��rley dos Santos e MsC. Daiane Silva pela coopera����o t��cnica em diferentes est��gios de desenvolvimento deste estudo. Este estudo foi parcialmente financiado pela Coordena����o de Aperfei��oamento de Pessoal de N��vel Superior - Brasil (Capes) - C��digo Financeiro 001.

Submitted by Mariana Rodrigues Da Silva (mariana.r.silva@unesp.br) on 2021-08-03T17:31:13Z No. of bitstreams: 1 Tese mestrado Mariana Rodrigues da Silva.pdf: 3102497 bytes, checksum: f2b1b2e4c4cd2c059f7943d21b12f3dd (MD5) Rejected by Tais de Almeida (tais.almeida@unesp.br), reason: Solicitamos que realize uma nova submissão seguindo as orientações abaixo: Problema 1: ficha catalográfica No arquivo submetido não consta a ficha catalográfica, item obrigatório para submissão. A ficha deve ser inserida no arquivo PDF logo após a folha de rosto do seu trabalho. No seu caso, logo após a capa, uma vez que optou por não colocar a folha de rosto. E me parece que isso é permitido em seu programa de pós. Sugiro apenas que confirme essa informação. A ficha pode ser solicitada pelo sistema da biblioteca (https://www.btu.unesp.br/#!/sobre/biblioteca/usuario/ficha-catalografica/) e elaborada por uma bibliotecária. Ou, se preferir, pode usar o sistema disponibilizado pela Coordenadoria Geral de Bibliotecas para essa finalidade: https://www.biblioteca.unesp.br/ficha/ Assim que tiver efetuado as correções submeta o arquivo, em formato PDF, novamente. Agradecemos a compreensão. on 2021-08-03T20:02:36Z (GMT) Submitted by Mariana Rodrigues Da Silva (mariana.r.silva@unesp.br) on 2021-08-09T17:54:51Z No. of bitstreams: 1 dissertação de mestrado Mariana Rodrigues da Silva.pdf: 1110008 bytes, checksum: 3bdf0536e70ba33e4d35e56b4f406c59 (MD5) Approved for entry into archive by Tais de Almeida (tais.almeida@unesp.br) on 2021-08-09T18:35:41Z (GMT) No. of bitstreams: 1 silva_mr_me_bot.pdf: 1110008 bytes, checksum: 3bdf0536e70ba33e4d35e56b4f406c59 (MD5) Made available in DSpace on 2021-08-09T18:35:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 silva_mr_me_bot.pdf: 1110008 bytes, checksum: 3bdf0536e70ba33e4d35e56b4f406c59 (MD5) Previous issue date: 2021-08-02 Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) Aproximadamente 11,4 milhões de toneladas de subprodutos sólidos e uma crescente quantidade de águas residuais serão geradas durante a safra de café de 2020/21. Atualmente, não há usos que realmente agreguem valor para esses subprodutos que potencialmente ameaçam o meio ambiente. Este trabalho apresenta a investigação química mais abrangente de subprodutos do café coletados das fazendas às fábricas, incluindo oito nunca investigados anteriormente. Vinte compostos foram encontrados pela primeira vez em subprodutos do café, incluindo bioativos, como: neomangiferina, kaempferol-3-O-rutinosídeo, lup-20(29)-en-3-ona e ácido 3,4-dimetoxicinâmico. Cinco subprodutos gerados dentro de uma fábrica apresentaram teores de cafeína (53,0-17,0 mg.g-1) e/ou ácido clorogênico (72,9-10,1 mg.g-1) comparáveis aos grãos de café, enquanto as folhas maduras da poda de plantas apresentaram não apenas alto teor de ambos os compostos (16,4 e 38,9 mg.g-1, respectivamente), mas também de mangiferina (19,4 mg.g-1), além de uma variedade de flavonóides. Esses subprodutos representam uma fonte de uma variedade de compostos bioativos e podem ser explorados com potenciais benefícios econômicos e certamente ambientais Approximately 11.4 million tonnes of solid by-products and an increased amount of waste water will be generated during the 2020/21 coffee harvest. There are currently no truly value-adding uses for these potentially environmentally threatening species. This work presents the most wide-ranging chemical investigation of coffee by-products collected from farms to factories, including eight never previously investigated. Twenty compounds were found for the first time in coffee by-products including the bioactive neomangiferin, kaempferol-3-Orutinoside, lup-20(29)-en-3-one and 3,4-dimethoxy cinnamic acid. Five by-products generated inside a factory showed caffeine (53.0-17.0 mg.g-1) and/or chlorogenic acid (72.9-10.1 mg.g1) contents comparable to coffee beans, while mature leaf from plant pruning presented not only high contents of both compounds (16.4 and 38.9 mg.g-1, respectively), but also of mangiferin (19.4 mg.g-1) besides a variety of flavonoids. Such by-products are a source of a range of bioactive compounds and could be explored with potential economic and certainly environmental benefits. FAPESP: 2018/21943-4 FAPESP: 2017/06216-6 FAPESP: 2018/01786-1

A biomassa é uma alternativa empregada como geração de energia e biocombustível no ramo da biorrefinaria. Por causa da produção significativa de biomassa no Cerrado brasileiro, esta pesquisa investigou o potencial da aplicação dos bioprodutos resultantes do processo de pirólise (bio-óleo e biochar) da casca do pequi (Caryocar brasilienses) quanto à sua utilização para a geração de produtos de valor agregado. O processo de pirólise lenta ocorreu a 500 °C por 30 minutos. Após o processo pirolítico, rendimentos de 30,5 % de bio-óleo e 34% do biochar foram obtidos e caracterizados, utilizando testes analíticos, como: análise imediata (teor de umidade, matéria volátil, carbono fixo e teor de cinzas), análise elementar para a determinação do percentual de carbono (C), enxofre (S), hidrogênio (H), nitrogênio (N) e oxigênio (O), valor calorífico, pH, espectroscopia de infravermelho médio (FTIR), determinação da área superficial (BET e Langmuir) e cromatografia gasosa acoplada (GC-MS). O bio-óleo mostrou-se promissor em razão da presença de produtos químicos valiosos em sua fração, tais como: ácido vacênico (21,23%), ácido palmítico (19,73%) e furfural (7,04%). O biochar de casca de pequi foi ativado (BACP) com Cloreto de Zinco (ZnCl2) e apresentou área superficial de 30,30 m²/g (BET) e 39,11 m²/g (Langmuir) e poder calorífico superior a 29,59 kJ.g-1 , resultados satisfatórios. Em seguida, o BACP foi utilizado, em um sistema de adsorção de coluna em leito fixo, a fim de verificar a eficiência na remoção dos poluentes em diferentes concentrações: Azul de Metileno (3 mg/L) e Paracetamol (5, 10 e 15 mg/L). A respeito do sistema de adsorção em coluna de leito fixo, a melhor taxa de adsorção (3,21 mg/g) foi do Paracetamol com 5 mg/L, superando as demais concentrações estudadas. A coluna com Azul de Metileno (3mg/L) adsorveu 8,07 mg/g e obteve eficiência máxima de 100% de remoção do corante, melhor resultado identificado. O modelo matemático de Thomas foi usado para investigar o ajuste dos dados obtidos dos sistemas de adsorção, apresentando coeficientes de determinação (R²) superiores a 0,90, em todas as condições das colunas de adsorção, demonstrando ótimo ajuste dos dados junto ao modelo matemático. Os resultados apresentados indicam que o uso do BACP possui grande potencial, para a minimização dos impactos desencadeados pela contaminação do Azul de Metileno e do Paracetamol, em corpos hídricos e efluentes. Em suma, o aproveitamento da casca do pequi como matéria-prima para a produção de bio-óleo e biochar mostrou-se promissor, além de todas as possibilidades de aplicação apresentados nesta pesquisa. O uso dessa biomassa reduz impactos ambientais e contribui para a cadeia produtiva do pequi, beneficiando as comunidades extrativistas que vivem da coleta e venda do fruto, pois a casca do pequi que, geralmente é descartada, poderá ser inserida em outros segmentos. Biomass is an alternative used as energy and biofuel generation in the biorefinery sector. Due to the significant production of biomass in the Brazilian Cerrado, this research investigated the potential of the application of bioproducts resulting from the pyrolysis process (bio-oil and biochar) of the pequi bark (Caryocar brasilienses) regarding their use for the generation of products from added value. The slow pyrolysis process took place at 500 °C for 30 minutes. After the pyrolytic process, yields of 30.5% of bio-oil and 34% of biochar were obtained and characterized using analytical tests such as: immediate analysis (moisture content, volatile matter, fixed carbon and ash content), analysis elemental for the determination of the percentage of carbon (C), sulfur (S), hydrogen (H), nitrogen (N) and oxygen (O), calorific value, pH, mid-infrared spectroscopy (FTIR), surface area determination ( BET and Langmuir) and coupled gas chromatography (GC MS). Bio-oil showed promise due to the presence of valuable chemical products in its fraction, such as: vacenic acid (21.23%), palmitic acid (19.73%) and furfural (7.04%). Pequi bark biochar was activated (BACP) with Zinc Chloride (ZnCl2) and presented a surface area of 30.30 m²/g (BET) and 39.11 m²/g (Langmuir) and calorific value greater than 29.59 kJ.g-1, satisfactory results. Then, BACP was used, in a fixed bed column adsorption system, in order to verify the efficiency in removing pollutants at different concentrations: Methylene Blue (3 mg/L) and Paracetamol (5, 10 and 15 mg/L). Regarding the fixed bed column adsorption system, the best adsorption rate (3.21 mg/g) was that of Paracetamol with 5 mg/L, surpassing the other concentrations studied. The column with Methylene Blue (3mg/L) adsorbed 8.07 mg/g and obtained a maximum efficiency of 100% of dye removal, the best result identified. Thomas' mathematical model was used to investigate the fit of the data obtained from the adsorption systems, with coefficients of determination (R²) greater than 0.90, in all conditions of the adsorption columns, demonstrating an excellent fit of the data with the mathematical model . The results presented indicate that the use of BACP has great potential to minimize the impacts caused by the contamination of Methylene Blue and Paracetamol in water bodies and effluents. In short, the use of pequi peel as a raw material for the production of bio-oil and biochar proved to be promising, in addition to all the application possibilities presented in this research. The use of this biomass reduces environmental impacts and contributes to the pequi production chain, benefiting extractive communities that make a living from the collection and sale of the fruit, as the pequi peel, which is usually discarded, can be inserted into other segments.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) Brazil is the world's largest sugarcane ethanol producer which puts the country in a stand-out position among the bioenergy producers. Ethanol is an important biofuel in the renewable energy matrix. In 2017, the Brazilian Government launched the National Biofuel Policy, named “RenovaBio”. With this program, it is expected an increase in production process efficiency and a reduction in the by-product generated. To achieve these goals, producing a more concentrated wine in the fermentation stage is a good strategy. However, in the fermentation process, ethanol itself is a limiter, since it is a toxic compound to the yeasts, which reduces or even stops the cell growth rate when high concentrations are achieved. To overcome this problem, ethanol can be produced and removed from the fermentation medium as it is formed. Thus, the objective of this work was to analyze ethanol removal from the fermentation broth using the carbon dioxide striping technique. The ethanol removed by the carbon dioxide stream is recovered by absorption using monoethylene glycol. This integrated process (removal and recovery process) was implemented and evaluated in an industrial autonomous and annex distillery implemented in the Aspen Plus process simulator. The implementation of extractive fermentation in the conventional ethanol production process increased the electric energy production by 9.4% besides reduced the amount of vinasse by 0.5 liters per liter of ethanol compared to the conventional autonomous distillery. Furthermore, the sugar recovery as ethanol was increased by 1.07%. These results showed that extractive fermentation becomes economically feasible when low specific stripping gas flow rates are used in the process. However, the recovery of the entrained ethanol and the requirement of the energy to compress the carbon dioxide stream were the main factors that impact the process viability. The first one had a positive impact whereas the second one exhibit a negative impact. O Brasil é o maior produtor mundial de etanol a partir da cana-de-açúcar, o que o coloca em uma posição privilegiada no ranking de produtores de bioenergia, pois o etanol é um importante biocombustível na matriz energética de fontes renováveis. Atualmente, por meio de incentivos do Governo Federal, como o programa Renovabio, espera-se um aumento da eficiência do processo produtivo e uma redução dos subprodutos gerados. Para atingir esses objetivos, produzir um vinho mais concentrado em etanol na etapa de fermentação é uma boa estratégia. Entretanto, no processo de produção, o próprio etanol é um limitador, uma vez que acima de determinada concentração ele provoca a inibição da etapa de fermentação. Uma forma de contornar este problema é retirar o etanol do meio fermentativo à medida que este é formado. Dessa forma, este trabalho analisou a remoção do etanol das dornas por arraste com dióxido de carbono (CO2) e sua recuperação da corrente de arraste por absorção com monoetilenoglicol e a integração desse processo em uma destilaria anexa e autônoma, em escala industrial, utilizando um simulador de processos químicos. Em uma destilaria autônoma, o processo integrado de produção e recuperação aumentou a energia elétrica produzida em 9,4% quando comparado ao processo convencional, além de reduzir a quantidade de vinhaça produzida em 0,5 L por L etanol e aumentar em 1,07% de eficiência de recuperação de açúcares na forma de etanol. Esses resultados tornaram a fermentação extrativa viável economicamente quando empregadas baixas vazões especificas de gás de arraste no processo. A recuperação de etanol da corrente de arraste e o gasto de energia para comprimir a corrente de CO2 mostraram ser os principais fatores que impactam a viabilidade econômica do processo estudado, sendo que o primeiro impacta positivamente e o segundo negativamente.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) SOY BIOREFINERY: GREEN AND SUSTAINABLE EXTRACTION OF ISOFLAVONES. Brazil has the potential to be the world's largest producer of soybeans (Glycine max), being, in 2020, responsible for the production of 124 Mt of oilseeds. However, about 70% of the mass produced ends up being transformed into waste during the countless processing steps to generate oil, bran and grains. These agro-industrial residues have high added-value substances that can be extracted and reintegrated into the production chain using green techniques. Considering new practices aligned with sustainable development to face global challenges, such as the circular economy and the use of green and sustainable chemical processes, the concept of biorefinery presents itself as an economically viable way to achieve such objectives. This concept seeks creative processes for the extraction and transformation of this residual material that are sustainable in their core. Therefore, the investigation of by-products from soy processing is the first step to reinsert them in the production chain through the concepts of biorefinery and green and sustainable chemistry, establishing initial steps towards a non-linear economy. Thus, the extraction of two bioactive compounds from soy agro-industrial residues, the isoflavones of commercial interest daidzein and genistein, was investigated. For the extraction of these substances, two industrially scalable techniques were used: Extraction Assisted by High-Speed Homogenizer and Extraction Assisted by Ultrasound. For the optimization of procedures, the following chemometric treatments were performed: Full Factorial Design and Fractional Factorial Design, for the selection of the most relevant variables for higher extraction yields, and the Central Composite Design, for the creation of mathematical models capable of describing the best parameters for extraction. In order to make the procedure more sustainable, the extractions were performed only with mixtures of water and ethanol as the extraction solvent and, also, a chromatographic method was developed for quantification in an Ultra High Performance Liquid Chromatograph coupled to a diode array detector in the ultraviolet-visible range. In order to analyze the efficiency of resources use of the experiments, the metric "sustainable factors" was employed, considering sample mass, solvent volume, energy and time. The chromatographic method developed proved to be selective, linear and with adequate limits of detection and quantification for the extracts obtained. Among the variables studied, the sample-to-solvent ratio and the composition of the extraction solvent are the most significant for both techniques. The highest extraction yield obtained (in mg g-1) for extraction using homogenizer was 0.11 for daidzein and 0.071 for genistein; and for extraction using the ultrasonic bath it was 0.14 for daidzein and 0.082 for genistein. When analyzing the results, some experiments with slightly lower extraction yields showed greater efficiency in the use of resources considering the mass of the extracted analytes. In general, it was shown that it is possible to adopt agro-industrial residues as sources of commercially important molecules. These compounds extraction from processing residues can be carried out in an efficient and sustainable manner. BIORREFINARIA APLICADA À CADEIA DE SOJA: EXTRAÇÃO VERDE E SUSTENTÁVEL DE ISOFLAVONAS. O Brasil apresenta potencial para ser o maior produtor mundial de soja (Glycine max), sendo, em 2020, responsável pela produção de 124 Mt da oleaginosa. Entretanto, cerca de 70% da massa produzida acaba sendo transformada em resíduo durante as inúmeras etapas de processamentos para geração de óleo, farelo e grãos. Esses resíduos agroindustriais possuem substâncias de alto valor agregado que podem ser extraídas e reintegradas à cadeia produtiva por meio de técnicas verdes. Considerando novas práticas alinhadas ao desenvolvimento sustentável para o enfrentamento dos desafios globais, como a economia circular e o uso de processos químicos verdes e sustentáveis, o conceito de biorrefinaria se apresenta como uma maneira economicamente viável para atingir tais objetivos. Este conceito busca processos criativos de extração e transformação desse material residual que sejam sustentáveis em seu cerne. Portanto, a investigação de subprodutos do processamento de soja é o primeiro passo para reinseri-los na cadeia produtiva através dos conceitos de biorrefinaria e química verde e sustentável, firmando passos iniciais para uma economia não-linear. Assim, investigou-se a obtenção de extratos a partir de resíduos agroindustriais de soja contendo dois compostos bioativos: as isoflavonas de interesse comercial daidzeína e genisteína. Para extração das referidas substâncias, duas técnicas industrialmente escalonáveis foram empregadas: a extração assistida por homogeneizador de alta velocidade e a extração assistida por ultrassom. Para a otimização dos procedimentos, os seguintes tratamentos quimiométricos foram realizados: planejamento fatorial completo e planejamento fatorial fracionário, para seleção das variáveis mais relevantes para o maior rendimento de extração; e o planejamento de composto central, para criação de modelos matemáticos capazes de descrever os melhores parâmetros para extração. Com o intuito de tornar o procedimento mais sustentável, as extrações foram realizadas apenas com misturas de água e etanol como solvente extrator, e também se desenvolveu um método cromatográfico para quantificação em um cromatógrafo líquido de ultra eficiência acoplado ao detector de arranjo de diodos na faixa ultravioleta-visível. A fim de analisar a eficiência do uso de recursos nos experimentos, a métrica “fatores sustentáveis” foi empregada, considerando massa de amostra, volume de solvente, energia e tempo. O método cromatográfico elaborado se mostrou seletivo, linear e com limites de detecção e quantificação adequados para os extratos obtidos. Dentre as variáveis estudadas, a razão amostra-solvente e a composição do solvente extrator são as mais significativas para ambas as técnicas. Os maiores rendimentos de extração obtidos (em mg g-1) para a extração utilizando homogeneizador foi de 0,11 para daidzeína e 0,07 para genisteína; e para extração em que se emprega o banho ultrassônico esse rendimento foi de 0,14 para daidzeína e 0,08 para genisteína. Ao analisar os resultados, alguns experimentos com rendimento de extração pouco menores apresentaram maior eficácia do uso de recursos considerando a massa do analito extraída. De maneira geral, mostrou-se que é possível adotar os resíduos agroindustriais de soja como fontes de moléculas comercialmente importantes e que a extração desses compostos bioativos da biomassa residual de processamento pode ser realizada de maneira eficaz e sustentável. 131871/2019-6

A lignina é o segundo polímero natural mais abundante do mundo, após a celulose. Como subproduto da indústria de celulose e papel, aproximadamente 50 milhões de toneladas de lignina são produzidas anualmente em todo o mundo. A combinação de um mercado em crescimento e os potenciais ganhos econômicos relacionados à biorrefinaria da lignina kraft, aumenta o Interesse em pesquisas para avaliar seu amplo espectro de aplicações. Esse estudo teve como objetivo realizar uma revisão completa da estrutura da lignina, processos de extração, modificação quimica da lignina kraft e possíveis aplicações de seu alto valor agregado. Após o processo de desconstrução da madeira pelo processo kraft, a lignina se caracteriza como um polímero altamente complexo e de baixa reatividade. O presente estudo avaliou o efeito do tratamento térmico do licor na reatividade da lignina kraft extraída. O licor negro foi tratado termicamente nas temperaturas de 175, 200 e 225 ºC e em tempos de reação de 30, 90 e 150 minutos. As ligninas do licor original e dos licores termicamente tratados foram extraídas e caracterizadas quanto à sua composição química, análise final, poder caloriífico e Py-GC-MS para avaliar as modificações causadas pelo tratamento térmico. O tratamento térmico promoveu desmetilação e desmetoxilação na lignina kraft de eucalipto. Observou-se também redução da relação S/G das ligninas tratadas termicamente e aumento do teor de catecol e metoxicatecol no tratamento de 225 “C e 150 minutos em relação à referência. A lignina kraft de eucalipto, isolada termicamente do licor tratado, foi considerada mais reativa do que a lignina original. Como atualmente a produção de lignosulfonatos se limita ao processo sulfito, a produção de lignosulfonatos a partir da lhignina kraft mostra-se uma abordagem promissora, sendo também objetivo desse trabalho a produção de lignosulfonatos através de sulfonação ácida e sulfometilação de lignina kraft de eucalipto. Para o processo de sulfometilação, foram avaliadas três temperaturas (100, 130 e 160 ºC) e três razões molares de hidroximetilsulfonato de sódio lignina (0,8; 1,2 e 1,6). Para o processo de sulfonação ácida, foram avaliadas as temperaturas de 80, 100 e 120 ºC e a razão molar H>SO4/lignna de 10, 20 e 30. A sulfonação ácida não foi eficiente para a produção de lignosulfonatos a partir da lignina kraft, no entanto, o lignosulfonato produzido pelo processo de sulfometilação (160 “C e razão molar de 1,6) apresentou teor de enxofre (5,23%) semelhante ao encontrado para o lignosulfonato comercial (5,28%). Além disso, foi confirmado a inserção de grupos sulfonatos na lignina kraft por meio da análise de FTIR e também devido a elevada solubilidade em água. Ficou evidenciado que o tratamento térmicodo licor negro residual é uma forma de modificação química da lignina kraft, com a geração de novos sítios ativos de reação e grupos catecol em sua estrutura. Além disso, a lignina kraft pode ser utilizada para produção de lignosulfonatos pelo processo de sulfometilação. Palavras-chave: Lignina kraft. Modificação química. Reatividade. Sulfonação. Lignin is the second most abundant natural polymer after cellulose. As a by-product of the pulp industry, approximately 50 million tons of lignin are produced worldwide annually. The combination of a growing market and potential economic gains related to lignin kraft biorefinery increases the interest in assessing its broad spectrum of applications. This study carried out a complete review of lignin structure, extraction processes, chemical modification of kraft lignin and its possible high added value applications. The black liquor was heat- treated at temperatures of 175, 200 and 225°C and reaction times of 30, 90 and 150 minutes. The lignins from the original liquor and the heat-treated liquors were extracted and characterized by their chemical composition, elemental analysis, heating value and Py-GC- MS to evaluate the changes caused by the thermal treatment. The thermal treatment promoted demethylation and demethoxylation on the eucalypt kraft lignin. A reduction in the lignin S/G ratio of heat-treated lignins and an increase in the catechol and methoxycatechol content in the treatment of 225°C and 150 minutes period were also observed when compared to the reference. The eucalypt kraft lignin isolated from the heat-treated liquor was considered more reactive than the original lignin. Once the production of lignosulfonates is currently limited to the sulfite process, the production of lignosulfonates from kraft lignin turns a promising approach. Another aim of this work was to produce lignosulfonates through acid sulfonation and sulfomethylation of kraft lignin. During sulfomethylation process, three temperatures (100, 130 and 160 °C) and three molar ratios of sodium hydroxymethylsulfonate/lignin (0.8; 1.2 and 1.6) were evaluated. For acid sulfonation process, the temperatures of 80, 100 and 120 °C and molar ratio H2SO4/lignin of 10, 20 and 30 were evaluated. Acid sulfonation was not efficient for the production of lignosulfonates from kraft lignin, however, the lignosulfonate produced by the sulfomethylation process (160 °C and molar ratio of 1.6) showed a sulfur content (5.23%) similar to that found in commercial lignosulfonate (5.28%). In addition, it was confirmed the insertion of sulfonate groups 1n kraft lignin through FTIR analysis and also due to the high-water solubility. It was evidenced that the heat treatment of the residual black liquor is a form of chemical modification of lignin kraft, with the generation of new active reaction sites and catechol groups in its structure. In addition, kraft lignin can be used to produce lignosulfonates by the sulfomethylation process. Keywords: Kraft lignin. Chemical modification. Reactivity. Sulfonation.

Orientadores: Marcus Bruno Soares Forte, Lucas Antonius Maria van der Wielen e Geert-Jan Witkamp Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos e Delft University of Technology Resumo: O emprego de resíduos lignocelulósicos (LC), como os restos provenientes de culturas alimentícias, para fins energéticos e em Biorefinarias é crucial para a obtenção de matéria-prima sem a expansão da área agrícola cultivada. A produção de biomoléculas a partir de LC são potencialmente favoráveis ao balanço de emissões de gases de efeito estufa. A cana-de-açúcar é uma das culturas mais bem estabelecidas para obtenção de LC. Em virtude de sua organização molecular, os açúcares contidos na LC são resistentes às transformações bioquímicas. Desta forma, esses materiais são tratados modo conveniente às futuras etapas de conversão. Líquidos iônicos (ILs) surgiram como uma alternativa para o pré-tratamento de LC. O objetivo deste trabalho foi utilizar ILs no pré-tratamento (PT) de LC no conceito de Biorefinaria a fim de responder à pergunta: "São os Líquidos iônicos uma alternativa viável para o pré-tratamento de biomassa em escala industrial, e quais são os parâmetros chave envolvidos?" No capítulo 2, observou-se uma resposta positiva no uso da mistura de [Mea][Ac]/[Mea][Hex], mantendo-se a eficiência na etapa de hidrólise enzimática mesmo com o amento do teor de água e proporção de sólidos, e em baixa temperatura, essa apresentou melhor eficiência de deslignificação quando comparada aos ILs puros.. O efeito conjunto das variáveis foi estudado e o processo de pré-tratamento escalonado à reator agitado de escala bancada, onde a temperatura, proporção de sólidos e teor de água foram as variáveis mais relevantes. Foi alcançada uma digestibilidade enzimática de 98 % para a celulose após 3 h de pré-tratamento com 15 % (massa) de sólidos e 20 % (massa) de água. No capítulo 3, os ILs foram recuperados de forma eficiente através do processo FC, sendo determinado os pontos de congelamento e as atividades de água por meio da queda no ponto de fusão da água. [Mea][Hex] apresentou um comportamento em solução próximo àquele observado para soluções de ácidos orgânicos. O processo de FC pode ser operado de forma contínua, sem a geração de resíduos e recuperando água com a pureza necessária. No capítulo 4 os balanços de massa e energia foram avaliados considerando o projeto de um Biorefinaria. Observou-se que a proporção de sólidos e diluição do IL têm efeito direto no consumo de vapor da planta e, de forma substancial, nas eficiências de sacarificação. Ademais ao preço de venda do produto, o reciclo do IL é o fator dominante para o impacto econômico e ambiental do projeto. A maior parte dos parâmetros avaliados neste trabalho tiveram efeito relevante nos impactos ambientais da produção do etanol. A viabilidade do pré-tratamento baseado em IL mostrou-se dependente de condições que maximizem o reciclo desse. Nos apêndices, a predição da densidade das misturas de ILs em função de sua composição e temperatura foi realizada através de um polinômio, e as viscosidades das misturas binárias avaliadas segundo 6 modelos diferentes. A condutividade, atividade d’água e tensão superficial são apresentadas avaliando a influência dos íons envolvidos. Os resultados mostraram que o ajusto das propriedades também pode ser realizado através da mistura entre diferentes ILs Abstract: The use of Lignocellulosic residues (LC), such as conventional food crop remains, for Bioenergy and Biorefinery applications is an attractive way to increase feedstock availability without the investment in additional land area, and The biomolecules produced from LC has a potentially better greenhouse gases emissions balance. Sugarcane is one of the most economically successful lignocellulosic sources. Although rich in carbohydrates, LC’s sugars are not readily converted, consequently, it must betreated. Such process is called pretreatment (PT) and is considered the most important step to obtain an efficient conversion of LC’s constituents. Ionic liquids (ILs) have emerged as an alternative technology for biomass pretreatment. The objective of this work was to use ionic liquids (ILs) for LC pretreatment in a Biorefinery concept addressing the overall question "Are protic ionic liquids viable alternatives for biomass pretreatment in large scale Biorefineries, and which are the key parameters involved?". In Chapter 2 a good enzymatic digestibility efficiency was obtained using the mixture of [Mea][Ac]/[Mea][Hex] at 13 % (w/w) solids loading and water content in the reaction medium. Under mild temperature conditions, the [Mea][Ac]/[Mea][Hex] mixture increased delignification compared with pure ILs. The effects of variables were assessed and the process scaled up from a 50 mL static flask to a 1 L impelled reactor. The most significant variables were found to be temperature, solid loading and water content. Enzymatic hydrolysis of residual solids after pretreatment of SW for 3 h at 15% (w/w) solids loading and 20% (w/w) water content in the liquid phase resulted in 98% cellulose digestibility under non-optimized conditions. In Chapter 3 the recycle of [Mea][Ac] [Mea][Hex] were explored. ILs were efficiently recycled whether pure or mixed, without mass loss by the freezing concentration process. The freezing point of the aqueous solutions were determined and the water activities were satisfactory calculated from the water freezing point depression. The FC can be operated in continuous mode without waste generation and removing water as pure as desired. The mass and energy balance within the hole Biorefinery were assessed in Chapter 4. Results showed that the solid loading and IL dilution have a direct effect for the reduction of steam consumption. Temperature also had a direct influence in the steam consumption. Apart from product selling price, IL recycle is the dominant factor on economic and environmental impacts. Most of the process’s parameters analyzed in this work had a significant impact on ethanol’s environmental impact profile. The IL-based pretreatment feasibility was shown to be dependent on conditions that minimize the IL make-up. In the Appendices the study of the physicochemical properties of [Mea][Ac] and [Mea][Hex], and their mixture in water was conducted. Density data was fitted to a polynomial for density predictions as function of temperature and IL concentration. The viscosities of the binary systems (IL+water) were studied considering 6 different models. Conductivity, water activity and surface tension data were consolidated and the influence of both anionsevaluated. The mixture of ILs showed to be an interesting strategy to fine-tune system’s properties Doutorado Bioenergia Doutor em Ciências FAPESP 2019/19976-4 CNPQ 141838/2016-7

Orientadores: José Maria Ferreira Jardim da Silveira, Marcelo Marques de Magalhães Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Economia Resumo: A partir do aumento da demanda por fontes de energia renováveis disseminado pelo debate vinculado a necessidade de desenvolvimento sustentável das nações, justificado pelo fato que cada vez mais as fontes de energia não-renováveis estarem em estado de escassez, além dos problemas ambientais de emissões de poluentes e problemas econômicos da necessidade de diminuição da dependência energética pelas nações. O desenvolvimento de alternativas energéticas de fontes renováveis em âmbito técnico e organizacional se tornam essenciais para atingir os objetivos sustentáveis determinados pelos acordos internacionais. No caso específico do Brasil, a produção de biocombustíveis derivados da cana-de-açúcar já é uma realidade, entretanto, nota-se que, a produção de cana-de-açúcar no Brasil cresceu tanto no avanço da área quanto na produtividade, mas há limites para o crescimento de sua produção. Assim, a biomassa de cana-de-açúcar pode ser melhor aproveitada, a partir do bagaço e da palha, para a produção de etanol de segunda geração (2G) e outros produtos, por uma biorrefinaria. Entretanto, o desenvolvimento de uma biorrefinaria enfrenta os desafios colocados pela construção industrial, heterogeneidade espacial da produção e composição da biomassa, o custo de coordenação da cadeia de fornecimento e o ambiente regulatório. O objetivo do estudo é explorar os mecanismos que levam as biorrefinarias a selecionarem determinado tipo de estrutura de governança para o fornecimento de biomassa lignocelulósica, a partir da aplicação do método Modelo Baseado em Agente Principal. Com início na compreensão da evolução do ambiente regulatório/institucional brasileiro de etanol, exploração dos conceitos e agentes envolvidos na produção de etanol de segunda geração e a compreensão dos contratos de fornecimento já praticados no setor sucroenergético. O desenvolvimento do estudo é fundamentado nas premissas do modelo baseado em agente principal para compreender regras de comportamento entre biorrefinaria e fornecedores. Os resultados a partir da Estrutura Conceitual do modelo de interação entre fornecedores e biorrefinaria evidenciam que o ambiente institucional do etanol de primeira geração no Brasil influencia na organização da cadeia de fornecimento da biomassa, pois o principal parâmetro de precificação é estabelecido institucionalmente entre os fornecedores e produtores. Assim, para produção de etanol de segunda geração, a estrutura de governança verticalizada seria a estratégia prioritária para minimização dos riscos na busca do retorno do investimento. Portanto, os stakeholders tendem a definir o nível otimizado de verticalização em função do fornecimento de matéria-prima produzida em terras próprias, necessário para atingir o ponto limiar de equilíbrio do investimento. Além desse limiar, a matéria-prima tem origem em terras arrendadas, e depois, em fornecedores terceirizados, como os acionistas e produtores independentes, e a busca de matéria-prima em mercado spot é uma exceção Abstract: From the increase in demand for renewable energy sources disseminated by the debate linked to the need for sustainable development of nations, justified by the fact that more and more non-renewable energy sources are in a state of scarcity, in addition to the environmental problems of greenhouse gas emissions. pollutants and economic problems of the need for nations to reduce their dependence on energy. The development of renewable energy alternatives at technical and organizational levels is essential to achieve the sustainable objectives determined by international agreements. In the specific case of Brazil, the production of biofuels derived from sugarcane is already a reality, however, it is noted that the production of sugarcane in Brazil has grown both in the advancement of the area and in productivity, but there are limits to the growth of your production. Thus, sugarcane biomass can be better used, from bagasse and straw, for the production of second generation ethanol (2G) and other products, by a biorefinery. However, the development of a biorefinery faces the challenges posed by industrial construction, spatial heterogeneity in the production and composition of biomass, the cost of coordinating the supply chain and the regulatory environment. The objective of the study is to explore the mechanisms that lead biorefineries to select a specific type of governance structure for the supply of lignocellulosic biomass, using the Principal Agent Based Model method. Starting with the understanding of the evolution of the Brazilian regulatory / institutional environment for ethanol, exploration of the concepts and agents involved in the production of second generation ethanol and the understanding of supply contracts already practiced in the sugar-energy sector. The development of the study is based on the premises of the main agent-based model to understand rules of behavior between biorefinery and suppliers. The results from the Conceptual Framework of the model of interaction between suppliers and biorefineries show that the institutional environment of first generation ethanol in Brazil influences the organization of the biomass supply chain, as the main pricing parameter is institutionally established between suppliers and producers. Thus, for the production of second generation ethanol, the verticalized governance structure would be the priority strategy for minimizing risks in the search for return on investment. Therefore, stakeholders tend to define the optimized level of verticalization according to the supply of raw material produced on their own land, necessary to reach the threshold of equilibrium for investment. In addition to this threshold, the raw material originates from leased land, and then from third-party suppliers, such as shareholders and independent producers, and the search for raw material in the spot market is an exception Mestrado Economia Agrícola e do Meio Ambiente Mestra em Desenvolvimento Econômico CAPES 88882.434889/2019-01

Orientadores: Adriano Pinto Mariano, Luisa Fernanda Ríos Pinto Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química Resumo: A influência de altas emissões de gases do efeito estufa sobre as mudanças climáticas já é um consenso na comunidade científica. À vista disso, acordos e políticas públicas para a mitigação dessas emissões vêm sendo estabelecidos globalmente, sobretudo no que diz respeito ao setor energético. No Brasil, a indústria canavieira tem importante papel nesse percurso. É diante desse contexto que este trabalho buscou estudar a viabilidade técnica e econômica da integração de um processo de microalgas a uma destilaria convencional de etanol de cana-de-açúcar, com o auxílio de simulações em planilhas eletrônicas. Para essa integração, a vinhaça da destilaria é submetida à biodigestão anaeróbia, produzindo biogás. Em seguida, a vinhaça biodigerida e o dióxido de carbono emitido pela destilaria são utilizados no crescimento de microalgas; cuja biomassa alimenta a produção de lipídios, ração animal e butanol (via fermentação ABE). Foi avaliado (i) se a produção do butanol é vantajosa, observando se a produção apenas de lipídios e ração traria maior benefício econômico; e (ii) se algum dos cenários propostos é competitivo. Para todos os cenários foi calculado o preço mínimo de venda (PMV) dos lipídios que tornaria o processo viável, além de observar condições que possam minimizar o PMV. O PMV foi também comparado com os preços de venda de lipídios equivalentes no mercado para analisar a competitividade dos lipídios. Foi concluído que a produção de butanol via fermentação ABE não é vantajosa no processo proposto, uma vez que a presença dessa rota aumenta o PMV dos lipídios. Quanto à competitividade, o único cenário próximo de ser competitivo (cenário SC) foi o que considerou a extração dos lipídios via extração com CO2 supercrítico (sem a produção subsequente de butanol), o qual alcançou um PMV de 14,15 USD galão-1. Contudo, para tal, a manutenção de uma alta produtividade é necessária (cerca de 200 kg ha-1 dia-1). Possíveis formas de reduzir esse PMV incluem redução do custo da aquisição de tanques de crescimento; concessão de subsídios ou mecanismos de mercado (p. ex. comercialização de créditos de carbono); e o direcionamento do cultivo de microalgas para a produção de uma biomassa de alto teor lipídico (>55%) e baixo teor de carboidratos (55%) and low carbohydrate content (

Orientadores: Otávio Cavalett, Edvaldo Rodrigo de Morais Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos Resumo: As crescentes preocupações ambientais e energéticas têm impulsionado esforços mundiais para mitigar os impactos das mudanças climáticas e a transição de uma economia baseada em recursos fósseis para a bioeconomia. Neste contexto, a conversão termoquímica da biomassa por meio da gaseificação é avaliada quanto aos seus aspectos ambientais e econômicos, com subsequente uso do gás de síntese no processo de Fischer-Tropsch e/ou para geração de eletricidade em ciclo combinado. Além do material lignocelulósico residual da cana-de-açúcar convencional (bagaço e palha), cana-energia e eucalipto são considerados como opções de biomassa. Também são abordadas a escala da planta, o gerenciamento da operação da safra e entressafra da cana-de-açúcar e a possibilidade de integração dos processos termoquímicos a uma típica destilaria de etanol. As análises dos cenários integrados com produção de biocombustíveis líquidos Fischer-Tropsch mostram uma redução entre 85-95 % nas emissões de gases de efeito estufa (GEE) em comparação com o equivalente fóssil. Apesar dos menores custos de produção da cana-energia, quando essa variedade é empregada em substituição à cana-de-açúcar convencional, maiores custos de capital e menor produção de etanol hidratado de primeira geração são obtidos, reduzindo a Taxa Interna de Retorno (TIR) de 9 para 6 %. No entanto, sua maior produtividade aumenta as emissões de GEE evitadas por área agrícola ocupada de 17 para 21,6 t CO2eq/ha. Um planejamento experimental é usado para coletar dados de entrada e saída a partir dos modelos baseados em planilha, possibilitando o ajuste de metamodelos. Esses modelos simplificados gerados permitem a otimização multiobjetivo, considerando critérios econômicos e ambientais, para identificar simultaneamente a configuração da biorrefinaria, mistura de biomassa e capacidade de processamento mais adequadas. A integração entre os processos termoquímicos e as já consolidadas usinas de cana-de-açúcar brasileiras auxilia na mitigação dos riscos associados à disseminação de novas tecnologias. Comparando as soluções otimizadas, a TIR aumenta de 2 a 10 % quando essa integração física é admitida. No caso da solução de compromisso selecionada para a configuração integrada, evita-se a emissão de 19 t CO2eq/ha e a participação da cana-energia é de 20 % do total de cana processada. O efeito de escala também é importante, resultando em 6,7 milhões de toneladas de cana total processadas anualmente. O eucalipto é empregado na entressafra da cana-de-açúcar para manter a planta termoquímica operacional e evitar a ociosidade dos equipamentos, aumentando a produção de biocombustíveis de Fischer-Tropsch. Excluindo a operação do eucalipto na entressafra, a TIR pode cair de 10 para cerca de 8 %. O processamento complementar do eucalipto durante a safra aumenta a capacidade da planta, porém é significativamente limitado pelo custo da biomassa. Quando a gaseificação é considerada apenas para geração de eletricidade, a eficiência cai para 46 %, ante cerca de 57 % quando o processo inclui a produção de biocombustíveis de Fischer-Tropsch. O mesmo acontece com os indicadores de viabilidade, com TIR próxima a 6 % no processamento da cana-de-açúcar convencional. Na abordagem com foco na eletricidade, a cana-energia pode se tornar economicamente favorável se um período estendido de safra for assumido, aumentando a TIR para 9 %. Com a implementação da tecnologia de captura e armazenamento de carbono, as emissões de GEE da eletricidade caem para cerca de -95 g CO2eq/kWh Abstract: Increasing environmental and energy concerns have been driven global efforts to mitigate climate change impacts and the transition from a fossil to a bio-based economy. In this context, the thermochemical biomass conversion through gasification is evaluated regarding its environmental and economic aspects, with the subsequent use of syngas for Fischer-Tropsch synthesis and/or combined cycle electricity generation. Besides the residual lignocellulosic material from conventional sugarcane (bagasse and straw), energy-cane and eucalyptus are considered as biomass options. Plant scale, sugarcane season and off-season operation management, and the possibility of integrating the thermochemical processes to a typical ethanol distillery are also addressed. The analyses of the integrated scenarios for Fischer-Tropsch liquid biofuels production show a reduction between 85–95 % on greenhouse gas (GHG) emissions compared to the fossil equivalent. Despite the lower energy-cane production costs, when this cane variety is employed instead of conventional sugarcane, higher capital costs and lower first-generation hydrous ethanol production are obtained, reducing the Internal Rate of Return (IRR) from 9 to 6 %. However, its higher yield increases the GHG emissions avoided per occupied agricultural area from 17 to 21.6 t CO2eq/ha. A Design of Experiments is used to collect input-output data from the spreadsheet-based framework for metamodels fitting. The simplified models generated allow the multiobjective optimization, considering both economic and environmental criteria, to identify simultaneously the most suitable biorefinery configuration, mix of biomass, and processing capacity. The integration between thermochemical processes and the well-established Brazilian sugarcane mills helps to mitigate the risks correlated to new technologies dissemination. Comparing the optimized solutions, the IRR increases from 2 to 10 % when this physical integration is admitted. In the case of the most preferred solution selected for the integrated configuration, the emission of 19 t CO2eq/ha is avoided and the share of energy-cane is 20 % of the total processed cane. The effect of scale is also important, resulting in 6.7 million tonnes of total cane processed annually. Eucalyptus is employed during sugarcane off-season to maintain the thermochemical plant operational and avoid idle equipment, increasing Fischer-Tropsch biofuels production. Excluding this eucalyptus-based off-season operation, the IRR can drop from 10 to around 8 %. Complementary processing of eucalyptus during the season increases plant capacity but it is significantly limited by the cost of biomass. When the gasification is considered only for electricity generation, the efficiency decreases to 46 %, compared with around 57 % when the process includes the Fischer-Tropsch biofuels production. The same occurs with the feasibility indicators, with an IRR of around 6 % in conventional sugarcane processing. In the electricity-focused approach, energy-cane may become economically favorable if a higher season period is assumed, increasing the IRR to 9%. With the implementation of carbon capture and storage technology, the electricity GHG emissions drop to around -95 g CO2eq/kWh Doutorado Bioenergia Doutora em Ciências CAPES 88882.143492/2017-01 ; 88882.435087/2019-01

Orientadores: Aline Carvalho da Costa, Sarita Cândida Rabelo Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química Resumo: O conceito de biorrefinaria se refere ao processo integrado de conversão da biomassa para a produção de biocombustíveis, calor e/ou eletricidade e produtos químicos de valor agregado. O Brasil se apresenta com grandes perspectivas na implementação de biorrefinarias, especialmente as ligadas à cultura da cana-de-açúcar, devido ao fato dos subprodutos lignocelulósicos, bagaço e palha, apresentarem baixo custo, estarem disponíveis em grandes quantidades e serem materiais ricos em carboidratos. Além dos subprodutos do setor sucroenergético, o glicerol, principal subproduto da produção de biodiesel, vem sendo avaliado por sua atratividade econômica como agente de pré-tratamento de biomassa para a produção de etanol de segunda geração (E2G). Sua característica polar pode ser utilizada no processo de solvólise da lignina, diminuindo assim a recalcitrância da biomassa. Sendo assim, neste trabalho foi avaliado o pré-tratamento do bagaço de cana-de-açúcar utilizando glicerol bruto, variando a concentração de sólidos (10 - 30% (m/m)), concentração de glicerol (30 – 70% (m/m)), a temperatura (180 – 210°C) e o tempo (30 – 60 min) de processamento. A eficiência do pré-tratamento foi comprovada a partir dos resultados da hidrólise enzimática e posterior fermentação para produção do etanol. A variação do tempo de pré-tratamento não se mostrou estatisticamente significativa para a hidrólise da celulose e por este motivo o menor tempo de pré-tratamento é a melhor escolha economicamente, No entanto, a utilização de altas temperaturas (210°C), concentração de sólidos (30% (m/m)) e de glicerol (70% (m/m)) no pré-tratamento resultaram nas maiores conversões de celulose durante a etapa de hidrólise enzimática (92,4%). Os melhores resultados de hidrólise foram submetidos à fermentação alcoólica empregando Saccharomyces cerevisiae, que se mostrou eficiente no consumo de toda a glicose disponível no meio em 4 h, com uma produtividade média de 5,7 g/L.h. Os perfis de fermentação das amostras selecionadas foram próximos, e, por este motivo, a melhor condição de pré-tratamento foi determinada considerando a conversão de celulose obtida na etapa de hidrólise enzimática, sendo 30 min, 210°C, 30% de sólidos (m/m) e 70% de glicerol (m/m), em que foi obtido um rendimento de fermentação de 80,2%. Este trabalho mostrou a eficiência do pré-tratamento com glicerol bruto, podendo ser uma alternativa economicamente favorável para a produção de E2G Abstract: The biorefinery concept refers to the integrated process of converting biomass to produce biofuels, heat and/or electricity and value-added chemicals. Brazil has great prospects in the implementation of biorefineries, especially those linked to the cultivation of sugarcane, due to the fact that lignocellulosic by-products, bagasse and straw, have low cost, are available in large quantities and are materials rich in carbohydrates. In addition to the by-products of the sugar-energy sector, glycerol, the main by-product of biodiesel production, has been evaluated for its economic attractiveness as a biomass pretreatment agent for the production of second-generation ethanol (E2G). Its polar characteristic can be used in the lignin solvolysis process, thus reducing biomass recalcitrance. Therefore, in this work, the pretreatment of sugarcane bagasse using raw glycerol was evaluated, varying the solids concentration (10 - 30% (w/w)), glycerol concentration (30 - 70% (w/w)), the temperature (180 - 210°C) and the processing time (30 – 60 min). The pretreatment efficiency was evaluated from the results of enzymatic hydrolysis and subsequent fermentation for ethanol production. The variation in the pretreatment time was not statistically significant for the hydrolysis of cellulose and for this reason, the lower pretreatment time is the best choice economically. However, the use of high temperatures (210°C), solids loading (30% (w/w)) and glycerol concentration (70% (w/w)) in the pretreatment resulted in the highest cellulose conversions during the enzymatic hydrolysis step (92.4%). The best hydrolysis results were submitted to alcoholic fermentation using Saccharomyces cerevisiae, which proved to be efficient in the consumption of all the glucose available in the medium in 4 h, with an average productivity of 5.7 g/L.h. The fermentation profiles of the selected samples were similar, and, for this reason, the best pretreatment condition was determined considering the cellulose conversion obtained in the enzymatic hydrolysis step: 30 min, 210°C, 30% solids (w/w) and 70% glycerol (w/w), whereby a fermentation yield of 80.2% was obtained. This work showed the efficiency of pretreatment with crude glycerol, which could be an economically favorable alternative for the production of E2G Mestrado Engenharia Química Mestra em Engenharia Química CNPQ 131562/2019-3

Submitted by Alison Andrei Schmatz (alison.schmatz@unesp.br) on 2021-03-25T14:15:01Z No. of bitstreams: 1 Tese Doutorado Alison Andrei Schmatz 25-03-2021.pdf: 3689449 bytes, checksum: 23f53d6ac5b053238fff1ae278c7df78 (MD5) Rejected by Ana Paula Santulo Custódio de Medeiros null (asantulo@rc.unesp.br), reason: Prezado Alison! O documento enviado para a coleção Campus Unesp Rio Claro foi recusado pelo(s) seguinte(s) motivo(s): - Ficha catalográfica está desconfigurada e fora do padrão. Necessário refazer no site e atentar quanto ao tamanho da fonte (que vai de 8 a 12), pois parte do texto está fora do quadrado. - Sumário em inglês: o correto é usar Table of Contents em vez de Summary. - Metadados do repositório: selecionar todas as agências de fomento que você recebeu financiamento: CAPES, FAPESP e CNPq. - Preenchimento dos metadados no formulário do Repositório: faltou adicionar todas as palavras-chave em português. O correto é ir adicionando uma a uma. Maiores informações: http://ib.rc.unesp.br/Home/Biblioteca37/repositorio_fluxograma_unesp_rioclaro.jpg Em caso de dúvidas entre em contato pelos e-mails: repositoriounesp@reitoria.unesp.br e/ou stati.rc@unesp.br Solicitamos que realize uma nova submissão seguindo as orientações destacadas. Agradecemos a compreensão. Atenciosamente, Biblioteca Campus Rio Claro Repositório Institucional UNESP https://repositorio.unesp.br on 2021-03-26T12:07:10Z (GMT) Submitted by Alison Andrei Schmatz (alison.schmatz@unesp.br) on 2021-03-26T17:26:12Z No. of bitstreams: 1 Tese de Doutorado Alison Andrei Schmatz.pdf: 3676112 bytes, checksum: 8e1b46b86c6d601cc83ee4c4c706c589 (MD5) Rejected by Ana Paula Santulo Custódio de Medeiros null (asantulo@rc.unesp.br), reason: Prezado Alison, O documento enviado para a coleção Campus Unesp Rio Claro foi recusado pelo(s) seguinte(s) motivo(s): - Ficha catalográfica: Ano. O ano deve ser o mesmo da página de rosto. Desculpe, na mensagem anterior faltou informar que o ano na ficha catalográfica deve ser o mesmo ano da data da defesa. Alterar para 2020. Maiores informações: http://ib.rc.unesp.br/Home/Biblioteca37/repositorio_fluxograma_unesp_rioclaro.jpg Em caso de dúvidas entre em contato pelos e-mails: repositoriounesp@reitoria.unesp.br e/ou stati.rc@unesp.br Solicitamos que realize uma nova submissão seguindo as orientações destacadas. Agradecemos a compreensão. Atenciosamente, Biblioteca Campus Rio Claro Repositório Institucional UNESP https://repositorio.unesp.br on 2021-03-26T19:42:53Z (GMT) Submitted by Alison Andrei Schmatz (alison.schmatz@unesp.br) on 2021-03-29T17:02:10Z No. of bitstreams: 1 Tese Doutorado Alison Andrei Schmatz.pdf: 3676112 bytes, checksum: e14966f59bd38292e350db3346ba8408 (MD5) Rejected by Ana Paula Santulo Custódio de Medeiros null (asantulo@rc.unesp.br), reason: Prezado Alison, O documento enviado para a coleção Campus Unesp Rio Claro foi recusado pelo(s) seguinte(s) motivo(s): - Página de rosto: incluir o coorientador, pois consta na ficha catalográfica. - Editor de metadados: incluir o nome do coorientador. Maiores informações: http://ib.rc.unesp.br/Home/Biblioteca37/repositorio_fluxograma_unesp_rioclaro.jpg Em caso de dúvidas entre em contato pelos e-mails: repositoriounesp@reitoria.unesp.br e/ou stati.rc@unesp.br Solicitamos que realize uma nova submissão seguindo as orientações destacadas. Agradecemos a compreensão. Atenciosamente, Biblioteca Campus Rio Claro Repositório Institucional UNESP https://repositorio.unesp.br on 2021-03-30T11:26:40Z (GMT) Submitted by Alison Andrei Schmatz (alison.schmatz@unesp.br) on 2021-03-30T12:59:56Z No. of bitstreams: 1 Tese Doutorado Alison Andrei Schmatz.pdf: 3676110 bytes, checksum: 1a52d43254bd710166a370eda6c920b8 (MD5) Approved for entry into archive by Ana Paula Santulo Custódio de Medeiros null (asantulo@rc.unesp.br) on 2021-03-31T11:26:07Z (GMT) No. of bitstreams: 1 schmatz_aa_dr_rcla_par.pdf: 995145 bytes, checksum: 2df3e8acd229f1d5163e5392bc24bb31 (MD5) Made available in DSpace on 2021-03-31T11:26:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 schmatz_aa_dr_rcla_par.pdf: 995145 bytes, checksum: 2df3e8acd229f1d5163e5392bc24bb31 (MD5) Previous issue date: 2020-11-26 Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) O bagaço de cana-de-açúcar é matéria-prima na produção de etanol de segunda geração (2G) e produtos de valor agregado com potencial biotecnológico. No entanto, a biomassa precisa de pré-tratamentos para quebrar o complexo celulose-hemicelulose-lignina. Durante os pré-tratamentos ácido e hidrotérmico, pode ocorrer a formação de produtos de degradação de açúcares (tóxico para microrganismos fermentadores), que podem se condensar com fragmentos de lignina formando a pseudo-lignina, prejudicial à hidrólise enzimática. Portanto, este estudo teve como objetivo avaliar a remoção de hemicelulose e lignina da biomassa da cana-de-açúcar durante o pré-tratamento ácido diluído e organosolv com adição de antioxidantes de baixo custo, e suas influências na supressão da formação de inibidores e produção de açúcares fermentáveis na fermentação e sacarificação simultânea (SSF). Diferentes frações da cana-de-açúcar apresentaram diferentes recalcitrâncias. A fração externa apresentou menores rendimentos na hidrólise enzimática e 5 g L-1 de ácido acético no hidrolisado do pré-tratamento ácido. O conteúdo de extrativos e lignina foram identificados como fatores chave contribuindo para a formação de pseudo-lignina. A biomassa parcialmente deslignificada e pré-tratada com ácido apresentou rendimentos de aproximadamente 90% de conversão de celulose na hidrólise enzimática (até 12 g L-1). O hidroxibutil tolueno (BHT) demonstrou potencial efeito na remoção de lignina da biomassa no pré-tratamento ácido (121 ° C). Com 50% etanol (v/v), o BHT induziu 10 g 100 g-1 a mais de remoção de lignina. A adição de BHT no pré-tratamento ácido resultou em menor formação de inibidores na fração líquida (0,01 g L-1 de furfural, 0,01 g L-1 de HMF e 0,68 g L-1 de ácido acético) e baixo teor residual de hemicelulose e lignina na biomassa pré-tratada. Todos os 6 compostos químicos (terc-butil hidroquinona; 3-terc-butil-4-hidroxianisol; 3,4,5-trihidroxi benzoato de metila; Tween 20; Tween 80 e dimetilsulfóxido) melhoraram individualmente a remoção de lignina e o rendimento da hidrólise enzimática. O 3-terc-butil-4-hidroxianisol apresentou 71% de remoção de lignina, enquanto o Tween 80 utilizado no pré-tratamento resultou em um material com alta digestibilidade, 98,9% de rendimento de glicose na hidrólise enzimática. Após 48 h de SSF, 17,06 g L-1 de glicose e 15,17 g L-1 de etanol foram observados na biomassa deslignificada e pré-tratada com ácido (DL-PT). A remoção de hemicelulose e lignina resultou em maiores rendimentos de conversão de açúcares. Antioxidantes e surfactantes foram identificados como potenciais removedores de lignina, indicando que podem ser aplicados em processos biotecnológicos. Sugarcane bagasse is a feedstock material in the production of second-generation ethanol (2G) and value-added products with biotechnological potential. However, biomass needs pretreatments to break down the cellulose-hemicellulose-lignin complex. During acid and hydrothermic pretreatments, can occur formation of sugar degradation products (toxic to fermenting microorganisms), which can condense with lignin fragments forming the pseudo-lignin, harmful to enzymatic hydrolysis. Therefore, this study aimed evaluate the hemicellulose and lignin removal from sugarcane biomass during diluted acid and organosolv pretreatment with addition of low-cost antioxidants, and their influences on the suppression the inhibitors formation and fermentable sugars production in simultaneous saccharification and fermentation (SSF). Different sugarcane fractions showed different recalcitrance. External fraction showed lower yields in the enzymatic hydrolysis, and 5 g L-1 of acetic acid in the hydrolysate from acid pretreatment. The content of extractives and lignin were identified as key factor contributing to the formation of pseudo-lignin. Partial delignified and acid pretreated biomass showed yields of approximately 90% of cellulose conversion by enzymatic hydrolysis (up to 12 g L-1). Butylated hydroxytoluene (BHT) demonstrated a potential effect on the removal of lignin from biomass in acid pretreatment (121 °C). With 50% (v/v) ethanol, BHT induced 10 g 100 g-1 more lignin removal. Addition of BHT in acid pretreatment resulted in lower formation of inhibitors in liquid fraction (0.01 g L-1 of furfural, 0.01 g L-1 of HMF and 0.68 g L-1 of acetic acid) and low residual hemicellulose and lignin content in the pretreated biomass. All the 6 chemical compounds (tert-butylhydroquinone; 3-tert-butyl-4-hydroxyanisole; methyl 3,4,5-trihydroxybenzoate; Tween 20; Tween 80 and dimethyl sulfoxide) individually improved lignin removal and enzyme hydrolysis yield. The 3-tert-butyl-4-hydroxyanisole showed 71% lignin removal, while Tween 80 used in the pretreatment resulted in a material with high digestibility, 98.9% glucose yield by enzymatic hydrolysis. After 48 h of SSF, 17.06 g L-1 of glucose and 15.17 g L-1 of ethanol were observed in delignified-acid pretreated biomass (DL-PT). Removal of hemicellulose and lignin resulted in higher yields conversion of sugars. Antioxidants and surfactants were identified as potential lignin removal effect, indicating that they can be applied in biotechnological process. CNPq: 401900/2016-9 CAPES: 001 FAPESP: 2017/22401-8

Submitted by António Freitas (amsf@uma.pt) on 2020-11-26T15:21:19Z No. of bitstreams: 1 Tese doutoramento Nuno Nunes.pdf: 8265977 bytes, checksum: 941c976772cd3fef2e882f7f220f4b2c (MD5) Made available in DSpace on 2020-11-26T15:21:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese doutoramento Nuno Nunes.pdf: 8265977 bytes, checksum: 941c976772cd3fef2e882f7f220f4b2c (MD5) Previous issue date: 2020-09-10

Submitted by Edson Marcelino Alves (edsonmaralves@hotmail.com) on 2020-10-21T11:28:16Z No. of bitstreams: 1 Tese - Edson Marcelino Alves.pdf: 3458273 bytes, checksum: 065b41bff4fac9fe9b0da35f0c008ba8 (MD5) Rejected by Adriana Ap. Puerta Buzzá (dripuerta@rc.unesp.br), reason: Prezado Edson, O documento enviado para a coleção Campus Unesp Rio Claro foi recusado pelo(s) seguinte(s) motivo(s): - Capa e página de rosto - ao final da página - falta constar a cidade de defesa. O correto é: Rio Claro - SP e na linha debaixo - 2020. - Falta a folha de aprovação, que deve ser solicitada à Seção de Pós-Graduação e deve ser inserida após a ficha catalográfica. - Excluir Ata de defesa após adicionar a folha de aprovação. Maiores informações: http://ib.rc.unesp.br/Home/Biblioteca37/repositorio_fluxograma_unesp_rioclaro.jpg Agradecemos a compreensão e aguardamos o envio do novo arquivo. Atenciosamente, Biblioteca Campus Rio Claro – E-mail: stati.rc@unesp.br Repositório Institucional UNESP https://repositorio.unesp.br on 2020-10-28T23:18:28Z (GMT) Submitted by Edson Marcelino Alves (edsonmaralves@hotmail.com) on 2020-10-29T11:48:13Z No. of bitstreams: 1 Tese - Edson Marcelino Alves.pdf: 3480179 bytes, checksum: 29e20ef519af93e49bc1d522cc0e5500 (MD5) Approved for entry into archive by Adriana Ap. Puerta Buzzá (dripuerta@rc.unesp.br) on 2020-11-02T16:58:15Z (GMT) No. of bitstreams: 1 alves_em_dr_rcla_par.pdf: 901377 bytes, checksum: a25862bd108c6a677af9feb60d260aad (MD5) Made available in DSpace on 2020-11-02T16:58:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 alves_em_dr_rcla_par.pdf: 901377 bytes, checksum: a25862bd108c6a677af9feb60d260aad (MD5) Previous issue date: 2020-06-26 Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) Atualmente, a biomassa de levedura é um resíduo subutilizado da indústria cervejeira. Além disso, o uso dessa biomassa pode ser uma fonte econômica para a extração de vários compostos, como extrato de levedura, proteínas, β-frutofuranosidase, RNA e 5'-ribonucleotídeos, subprodutos com amplas aplicações na indústria farmacêutica e de alimentos. Diante dessas questões, o objetivo deste trabalho foi estudar e propor uma metodologia integrada para o fracionamento de levedura residual cervejeira em diversas biomoléculas de alto valor agregado. Para isso, os potenciais biotecnológicos da utilização de leveduras são revisados no Capítulo 1. O Capítulo 2 apresenta os resultados dos estágios iniciais de preparação e caracterização da levedura da indústria cervejeira, bem como a avaliação de parâmetros de autólise para maximizar a extração de RNA para subsequente produção de 5'-ribonucleotídeos. O Capítulo 3 descreve o uso de choque ácido no início da autólise, a fim de acelerar o processo autolítico e a extração de proteínas. Os resultados da hidrólise enzimática do RNA para a produção de 5'-ribonucleotídeos usando 5'-fosfodiesterase proveniente de radícula de malte de cevada são apresentados no Capítulo 4. A recuperação da enzima extracelular da β-frutofuranosidase como o primeiro subproduto antes da autólise e estudos sobre sua imobilização em microesferas de alginato de sódio e carvão ativado são descritas no Capítulo 5. Por fim, é proposta no Capítulo 6 uma análise econômica, bem como um projeto de planta de bioprocesso para o processamento de leveduras, a fim de determinar a rentabilidade e viabilidade financeira da a metodologia desenvolvida neste trabalho. A abordagem proposta indica uma excelente estratégia, uma vez que um melhor uso de levedura residual de processos fermentativos pode abrir uma gama de aplicações e agregar valor a esse produto, tornando os setores industriais mais rentáveis. Currently, the yeast biomass is an underutilized waste product of brewing industry. Moreover, the use of this biomass can be an economical source for the extraction of several compounds such as yeast extract, proteins, β-fructofuranosidase, RNA and 5'-ribonucleotides, which are by-products with wide applications in pharmaceutical and food industry. Faced with these issues, the objective of this work was to study and design an integrated bioprocess methodology using spent brewer’s yeast biomass as feedstock for obtaining several high added value biomolecules through fractionation and downstream techniques. For this, the biotechnological potentials of yeast utilization are reviewed in the Chapter 1. The Chapter 2 presents the results of the initial stages of preparation and characterization of yeast from the brewing industry as well as the evaluation of autolysis parameters in order to maximize RNA extraction for subsequent 5'-ribonucleotides production. The Chapter 3 describes the use of acid shock at the beginning of autolysis in order to accelerate the autolytic process and the extraction of proteins. The results of enzymatic hydrolysis of RNA to produce 5'-ribonucleotides using 5'-phosphodiesterase from residual malted barley roots is presented in the Chapter 4. The recovery of extracellular β-fructofuranosidase enzyme as the first by-product before autolysis and studies on its immobilization in sodium alginate and activated charcoal beads were described in the Chapter 5. Finally, an economic analysis as well as a bioprocess plant design for yeast processing is proposed in the Chapter 6 in order to determine the profitability and financial viability of the methodology developed in this work. The proposed approach indicates an excellent strategy, since a better use of spent yeast from fermentation processes in the proposed biorefinery plant can open up a range of applications and add value to this product, making the industrial sectors more profitable. FAPESP: 16/08886-6.

Fil: Freitas Wandega, Flávia. Universidade Federal da Bahia. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química; Brasil. Fil: Braga, Eduardo R. Universidade Federal da Bahia. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química; Brasil. Fil: Filho, Sergio Roberto G. S. Universidade Federal da Bahia. Graduação em Engenharia Química; Brasil. Fil: Wândega, Fernanda F. Universidade Federal da Bahia. Graduação em Engenharia Civil; Brasil. Fil: Pontes, Luiz Antônio M. Universidade Federal da Bahia. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química; Brasil. Fil: Vianna, Regina F. Universidade Federal da Bahia. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química; Brasil. El objetivo del trabajo fue evaluar la viabilidad técnica y económica de instalar una biorefinería integrada a una industria láctea para usar los efluentes de suero de leche y producir bioplástico polihidroxibutirato (PHB) y proteína. Basado en la literatura científica, se establecieron las operaciones unitarias del proceso de producción de PHB y proteína con el Simulador Aspen Plus versión 8.8. Se usaron cepas recombinantes de Escherichia coli para la biosíntesis metabólica de PHB con solvente de carbonato de propileno y ultrafiltración para extraer la proteína. Desde el punto de vista técnico y económico, la instalación de una biorefinería integrada a una industria láctea que procesa como mínimo 250000 L de leche por día fue viable. The aim of this work was to evaluate the technical and economic feasibility of installing a biorefinery, capable of being integrated into the dairy industry to use whey effluents and to produce bioplastic polyhydroxybutyrate (PHB) and protein. Based on scientific literature, the unit operations of the PHB and protein production processes were established through the Aspen Plus Simulator, 8.8 version. Escherichia coli recombinant strains were used for the metabolic biosynthesis of PHB with propylene carbonate solvent while ultrafiltration was used to extract the protein. The installation of a biorefinery, integrated to a dairy industry that processes at least 250000 L of milk per day was viable from both a technical and an economic viewpoint. O objetivo do trabalho foi avaliar a viabilidade técnica e econômica da instalação de uma biorrefinaria integrada à indústria de laticínios para o uso de efluentes de soro de leite e produção do bioplásticopolihidroxibutirato (PHB) e proteína. Com base na literatura científica, as operações unitárias do processo de produção de PHB e proteína foram estabelecidas com o Simulador Aspen Plus versão 8.8. Cepas recombinantes de Escherichia coli foram utilizadas para a biossíntese metabólica de PHB com o solvente carbonato de propileno e ultrafiltração para extrair a proteína. Do ponto de vista técnico e econômico, a instalação de uma biorrefinaria integrada a uma indústria de laticínios que processa pelo menos 250.000 L de leite por dia é viável.

RESUMO A biomassa destaca-se como um dos poucos recursos disponíveis com potencial de desenvolvimento de biorrefinarias para a inclusão de rotas alternativas sustentáveis na produção de energia e produtos químicos. A lignina é um subproduto do pré-tratamento da biomassa na produção de etanol de segunda geração, basicamente composta de cadeias de carbono e que pode ter alto valor agregado. Contudo, tem sido tradicionalmente utilizada para geração de energia por queima direta. Sendo assim, o objetivo do presente estudo foi investigar a influência do pH na precipitação do licor negro, variando o pH de 1 a 7, bem como caracterizar os componentes da sua estrutura química para possíveis usos futuros. Após a obtenção da massa precipitada, procedeu-se às análises espectrofotométricas no infravermelho e no ultravioleta, além da quantificação de fenóis totais, nas frações sólidas e líquidas das ligninas provenientes dos diferentes pH. Os resultados demonstram que as maiores concentrações de lignina foram obtidas nos menores valores de pH. As análises instrumentais indicaram diferenças nos componentes de cada lignina, sugerindo que sua composição química é influenciada pela alteração do pH. Ainda, a concentração total de fenóis no sobrenadante das amostras foi menor em pH mais baixos, confirmando que há maiores concentrações desses na fração sólida das ligninas. ABSTRACT Biomass appears to be one of the few resources available with the potential of developing bio refineries for the inclusion of sustainable alternative routes in the production of energy and chemicals. Lignin is a 2nd generation by-product of biomass pre-treatment on ethanol production, and consists of carbon chains, which can have a high added value. However, lignin is being considered just for energy generation. Therefore, the aim of this study was to investigate the influence of pH in the precipitation of black liquor through its acidification of in different pH values (1-7), and to characterize the components of its chemical structure for possible future use. After determining the precipitated mass, a spectrophotometric analysis was carried out on infrared and ultraviolet, along with the quantification of total phenolic compounds in the solid and liquid fractions of lignin derived from different pH ranges. The results showed that the higher lignin concentrations were obtained at lower pH values. The instrumental analysis indicated significant differences in each lignin’s components, suggesting that its chemical composition is influenced by pH change. To conclude, the total concentration of phenolic compounds in the supernatant of the samples was lower at lower pH ranges, indicating that there are higher concentrations of these in lignin’s solid fraction.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) Processes using microalgae and cyanobacteria in the treatment of wastewaters have been attractive due to the obtaining of biomass with the commercial value associated and the efficient removal of some contaminants. The cultivation of these microorganisms with biomass generation and obtaining bioproducts such as proteins, lipids, carbohydrates and pigments is known by the term "microalgal biorefinery." In this context, this research aimed the heterotrophic cultivation of filamentous cyanobacteria Phormidium autumnale in sugarcane vinasse, evaluating the removal of contaminants with an emphasis on obtaining value added bioproducts. In the first stage, the highest productivity in biomass was obtained from a central composite rotational design (CCRD) in an orbital shaker, being 127.20 mg/L/h and 107.91 mg/L/h at 31ºC and 35ºC, respectively, in initial C/N ratios of 16 and 23 and initial pH of 8.4 and 7.5. In these conditions at 35ºC, removals of organic carbon, nitrogen, and phosphorus were 49%, 47%, and 28%, respectively. In the cultivation in a batch bioreactor were obtained the removals of organic carbon (67%) and nitrogen (70%), with maximum productivity in terms of biomass equivalent to the best condition of the tests carried out in an orbital shaker (CCRD). The biomass of P. autumnale generated in a batch bioreactor showed 21.33% of proteins, 4.26% of lipids, with important fatty acids for the production of biodiesel, 197.53 mg phycocyanin/g biomass of phycocyanin, varied composition of carbohydrates (glucose 79.46 mg/L, arabinose 44.53 mg/L, mannose 9.84 mg/L, galactose 4.78 mg/L, and xylose 14.44 mg/L) and 0.97 g/L of total reducing sugars. Cultivation in a fed-batch bioreactor generated 43.51% of proteins, 12.6% of lipids with fatty acid composition for biodiesel synthesis, carbohydrates such as glucose (48.06 mg/L), arabinose (53.33 mg/L), mannose (26.95 mg/L) and galactose (2.76 mg/L), as well as 0.81 g/L of total reducing sugars and 99.5 mg phycocyanin/g biomass of phycocyanin. The results indicated the technical feasibility of growing this cyanobacterium in sugarcane vinasse in batch and fed-batch cultivations, with carbon and nitrogen removals. Also, its composition in terms of proteins, carbohydrates, and lipids indicates possible applications for the biomass generated, indicating the possibility of this microalgae being integrated into a biorefinery system with the sugar-energy industry. Processos utilizando microalgas e cianobactérias no tratamento de efluentes agroindustriais têm sido atrativos devido à obtenção de biomassa com valor comercial associada à remoção eficiente de alguns contaminantes. O cultivo destes micro-organismos com geração de biomassa e obtenção de bioprodutos como as proteínas, lipídios, carboidratos e pigmentos é conhecida pelo termo "biorrefinaria microalgal”. Neste contexto a presente pesquisa objetivou o cultivo heterotrófico da cianobactéria filamentosa Phormidium autumnale em vinhaça de cana-de-açúcar, avaliando a remoção de contaminantes com ênfase na obtenção de bioprodutos. Na primeira etapa, as maiores produtividades em biomassa foram obtidas a partir de um delineamento experimental composto central rotacional (DCCR) em agitador orbital, sendo de 127,20 mg/L/h e 107,91 mg/L/h a 31ºC e 35ºC, respectivamente, em razões C/N iniciais 16 e 23 e pH inicial de 8,4 e 7,5. Nessas condições a 35ºC, foram obtidas remoções de carbono orgânico, nitrogênio e fósforo de 49%, 47% e 28% respectivamente. No cultivo em biorreator de bancada batelada foram obtidas remoções de carbono orgânico (67%) e nitrogênio (70%), com produtividade máxima em termos de biomassa equivalente à melhor condição dos ensaios realizados em agitador orbital (DCCR). A biomassa de P. autumnale gerada em biorreator sistema batelada apresentou 21,33% de proteínas, 4,26% de lipídios, com ácidos graxos importantes para produção de biodiesel, 197,53 mg ficocianina/g biomassa de ficocianina, composição variada de carboidratos (glicose 79,46 mg/L, arabinose 44,53 mg/L, manose 9,84 mg/L, galactose 4,78 mg/L e xilose 14,44 mg/L) e 0,97 g/L de açúcares redutores totais. O cultivo em biorreator sistema batelada alimentada gerou 43,51% de proteínas, 12,6% de lipídios com composição de ácidos graxos para síntese de biodiesel, carboidratos como glicose (48,06 mg/L), arabinose (53,33 mg/L), manose (26,95 mg/L) e galactose (2,76 mg/L), bem como 0,81 g/L de açúcares redutores totais e ficocianina de 99,5 mg ficocianina/g biomassa. Os resultados indicaram viabilidade técnica do cultivo desta cianobactéria em vinhaça de cana-de-açúcar em batelada e batelada alimentada, com remoções de carbono e nitrogênio. Além disso, sua composição em termos de proteínas, carboidratos e lipídios indicam possíveis aplicações para a biomassa gerada, indicando a possibilidade desta microalga ser integrada em um sistema de biorrefinaria junto ao setor sucroenergético.

O bagaço de malte é o principal resíduo da indústria cervejeira. Frente a isso, surge a necessidade de avaliar diferentes formas de reaproveitamento deste material. O presente estudo teve como objetivos principais caracterizar a biomassa e avaliar as possibilidades para seu reaproveitamento como matéria-prima para produtos de valor agregado. Foram obtidos teores de 29,92% de hemiceluloses, 21,16% de proteínas, 20,80% de lignina total, 15,99% de celulose, 8,33% de extrativos e 3,76% de cinzas no material. A composição química encontrada possibilita diversas aplicações deste resíduo como matéria-prima para obtenção de produtos de maior valor agregado. Estas aplicações estão relacionadas aos altos teores de fibras lignocelulósicas e de proteínas, sendo as principais: produção de etanol de segunda geração, de carvão hidrotérmico, de ácido lático, de HMF e de produtos para nutrição humana.

The exponential growth rate of the global population has been causing a threat to finite resources and also increasing the amount of waste generated. The global quantitative food waste for tubers is 45% per year, which in Brazil would amount to 350,000 tons of sweet potato wasted annually. Food waste causes 10% of the emissions of greenhouse gases. In this work, food waste biorefineries are the proposed solution. Integrated processing via a combination of different technologies to produce both ethanol and distilled beverage was evaluated to valorize sweet potato waste profitably within the circular economy concept. No works concerning the integrated production of both products simulating different real market scenarios were found. Five different scenarios varying the production percentage of each product were evaluated. The higher the production of the distilled beverage, the more profitable the scenarios are. Economic results began to be positive when the production for sale of each product reaches 40%, plus 20% of ethanol for domestic consumption. The scenario with 80% of beverage production presented NPV of US$ 1,078,500.18, IRR of 51%, and discounted payback of 1.06 years. The sweet potato waste biorefinery is a sustainable model and contributes to the development of the agriculture and food sector by providing new businesses and consequent job creation. It also leads to the reduction of greenhouse emissions by producing renewable resources and marketable products, thus reaching the goals of the circular economy.

Orientador: Camila Alves de Rezende Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química Resumo: Este trabalho possui três frentes de pesquisa principais: 1) O estudo do fracionamento da gramínea capim elefante, visando à obtenção de nanopartículas de celulose e a quantificação de co-produtos; 2) O estudo de processos para desconstruir a parece celular vegetal por cristalização de sais; e 3) A preparação e caracterização de nanocompósitos poliméricos com nanocristais de cellulose. Na primeira frente de pesquisa, foram comparados três pré-tratamentos diferentes para deslignificar e branquear a biomassa: 1. Peróxido alcalino concentrado (CP); 2. Peróxido alcalino diluído (DP); e 3. Pré-tratamento ácido-alcalino (AA). As metodologias empregadas resultaram em nanocristais de celulose (12-16% m/m de rendimento), nanofibrilas de celulose (3,8-9,7%), açúcares fermentáveis (22,1¿25,2%) e licores ricos em lignina (16-21,1%) a partir do capim elefante. Em relação à desconstrução da parede celular por meio da cristalização de sais, os sulfatos de sódio e de magnésio mostraram-se eficazes. Análises de FESEM mostraram que a cristalização desses sais exerce alta pressão nas paredes celulares da biomassa, rompendo-a e destacando fibras antes compactas. A desfibrilação mecânica da celulose por cisalhamento também foi obtida, utilizando-se uma solução de sulfato de magnésio 30g/100 mL, juntamente com glicerol e solução diluída de hidróxido de sódio (5% m/v). Por fim, na terceira parte do trabalho, nanocompósitos poliméricos de PLLA e PLDLA foram preparados com nanocristais de celulose nas concentrações de 1,0; 2,5 e 5,0% (m/m), após modificação com o surfactante Tween 20. Para os filmes nanocompósitos produzidos com 1 e 5% (m/m) de nanocristais em PLLA, a resistência à tração aumentou 25% em relação ao polímero puro. No PLDLA, a incorporação de 1% (m/m) de nanocristais tratados com Tween 20 promoveu aumento de 77% na resistência à tração e de 66% no módulo de elasticidade. Após 120 dias de degradação in vitro em tampão fosfato, os nanocompósitos de PLLA fragmentaram-se, o que não ocorreu para os nanocompósitos de PLDLA Abstract: This work has three main research fronts: 1) The study of elephant grass fractionation, aiming at the production of cellulose nanoparticles and the quantification of co-products; 2) The study of processes to deconstruct plant cell wall by salt crystallization; and 3) The preparation and characterization of polymeric nanocomposites with cellulose nanocrystals. In the first research topic, three different pretreatments for delignification and bleaching of biomass were compared: 1. Concentrated alkaline peroxide (CP); 2. Dilute alkaline peroxide (DP); and 3. Acid-alkaline (AA). These methodologies resulted in cellulose nanocrystals (at 12-16% w/w yields), cellulose nanofibrils (3.8-9.7%), fermentable sugars (22.1-25.2%) and liquors rich in lignin (16-21.1%) from elephant grass. In which concerns the cell wall deconstruction by salt crystallization, sodium and magnesium sulfates proved to be very effective. FESEM analysis showed that the crystallization of these salts exerted high pressure on the biomass cell walls, breaking its structure and detaching fibers that were previously compact. Mechanical defibrillation of cellulose by shearing was also achieved using a magnesium sulfate solution (30g/100mL) together with glycerol and a 5% (w/v) sodium hydroxide solution. Finally, in the third part of this work, PLLA and PLDLA polymeric nanocomposites were prepared with cellulose nanocrystals at concentrations of 1.0; 2.5 and 5.0% (w/w), after modification with the surfactant Tween 20. In nanocomposite films produced with 1 and 5% (w/w) of nanocrystals in PLLA, the tensile strength increased 25% as compared to the pure polymer. In PLDLA, the incorporation of 1% (w/w) of nanocrystals treated with Tween 20 lead to an increase of 77% in tensile strength and of 66% in the modulus of elasticity. After 120 days of in vitro degradation in phosphate buffer, PLLA nanocomposites fragmented, which was not observed for PLDLA nanocomposites Doutorado Físico-Química Doutora em Ciências CNPq, 141598/2014-0 FAPESP 2016/136027

O aumento da população mundial, juntamente com a mudança no estilo de vida, levou a mudanças no padrão e no consumo de materiais e energia. Atualmente, o petróleo é uma matéria-prima básica para a produção da maioria dos combustíveis e produtos químicos. Porém, o seu rápido esgotamento cria uma pressão sobre a indústria. Juntamente com isso, existem evidências de que as emissões de gases de efeito estufa decorrentes da combustão de combustíveis fósseis, e as mudanças no uso da terra, estão impactando no clima do planeta. Nesse contexto, houve um interesse considerável em encontrar alternativas consideradas renovável e sustentável e assim uma mudança para a bioeconomia. As biorrefinarias são novos tipos de configurações tecnológicas que podem produzir os elementos básicos necessários à bioeconomia uma vez que pesquisadores destacam a biorrefinaria como a personificação da bioeconomia e outros a sublinham como o elemento principal para a transição sociotécnica de economias de base fóssil para a economias de base biológica. O desenvolvimento de pesquisas relacionadas às biorrefinarias está em desenvolvimento, porém, é complexo. No eixo das políticas públicas, os formuladores necessitam cada vez mais de aproximações com as demandas sociotécnicas sustentáveis. A compreensão desses aspectos, pode desenvolver redes conhecimento e apoiar as investigações dos modelos de governança atuais e futuros, como é o caso da transição sociotécnica para a bioeconomia. Nesse sentido, um novo olhar em relação ao entendimento de biorrefinaria torna-se pertinente a fim de abrir novas discussões entre os especialistas do governo, academia e indústria. Nesse estudo, foram revisadas as definições da terminologia biorrefinaria, classificadas em três grupos, conceitos direcionados aos insumo, conceitos direcionados aos processos e conceitos direcionados aos bioprodutos. Ainda construiu-se um conceito mais amplo a pa Ainda construiu-se um conceito mais amplo a partir do estudo epistemológico do prefixo “bio” + o radical “refino”, a terminologia biorrefinaria pode ser entendida como: Um processo físico e/ou químico e/ou biológico, que purifica e/ou separa elementos constituintes de ativos biológicos dos reinos monera, protista, plantae, animália e fungi, oriundos do ambiente terrestre ou oceânico, em bioprodutos para o uso final ou que sirvam de matéria-prima para outros bioprodutos. Posteriormente por meio da Metodologia Q, foram submetidas 45 narrativas, apresentando elementos do conceito de biorrefinaria da literatura, do conceito proposto e elementos parciais (do conceito proposto e da literatura). Participaram do estudo 36 especialistas do governo, academia e a indústria. Nos resultados, foram extraídos 8 fatores que respondem por 63,35% da variação total. Os elementos dos três grupos se dividiram entre os fatores extraídos. Os especialistas ponderaram 44,35% das narrativas pertencentes ao conjunto de narrativas que apresentam elementos do conceito proposto, sendo que o grupo das narrativas parciais e da literatura ficaram, respectivamente, com 16,98% e 38,67%. Esse fato evidencia uma aceitabilidade pelos agentes dos diferentes setores em introduzir novos elementos, provenientes dos ativos biológicos, no entendimento do conceito de biorrefinaria. A compreensão e introdução dos elementos que compreendem o novo conceito podem possibilitar incentivos para implementação de novas biorrefinarias ou a expansão das já existentes e que não são consideradas como tal. Assim, pensando na importância do desenvolvimento da bioeconomia no Brasil, a ação de incentivar novas oportunidades de cadeia de valor, usufruindo da biodiversidade brasileira, na implementação de novas biorrefinarias, é uma possibilidade e alternativa que precisa ser melhor explorada. The increase in the world population, together with the change in lifestyle, has led to changes in the pattern and consumption of materials and energy. Currently, oil is a basic raw material for the production of most fuels and chemicals. However, its rapid exhaustion creates pressure on the industry. Along with this, there is evidence that greenhouse gas emissions from the combustion of fossil fuels, and changes in land use, are impacting the planet's climate. In this context, there was considerable interest in finding alternatives considered renewable and sustainable and thus a shift to the bioeconomy. Biorefineries are new types of technological configurations that can produce the basic elements necessary for the bioeconomy as researchers highlight biorefinery as the personification of bioeconomics and others emphasize it as the main element for the socio-technical transition from fossil-based economies to economies of biological basis.The development of research related to biorefineries is under development, however, it is complex. In terms of public policies, formulators increasingly need approximations with sustainable socio-technical demands. Understanding these aspects can develop knowledge networks and support investigations of current and future governance models, such as the socio-technical transition to the bioeconomy. In this sense, a new look in relation to the understanding of biorefinery becomes pertinent in order to open new discussions between specialists from the government, academia and industry. In this study, the definitions of biorefinery terminology were revised, classified into three groups, concepts directed to input, concepts directed to processes and concepts directed to bioproducts. A broader concept was also built from the epistemological study of the prefix “bio” + the radical “refining”, the biorefinery terminology can be understood as: A physical and / or chemical and / or biological process, which purifies and / A physical and / or chemical and / or biological process, which purifies and / or separates elements constituting biological assets from the kingdoms monera, protista, plantae, animália and fungi, from the terrestrial or oceanic environment, in bioproducts for final use or that serve as raw material for other bioproducts. Subsequently, through the Q Methodology, 45 narratives were submitted, presenting elements of the biorefinery concept of literature, of the proposed concept and partial elements (of the proposed concept and of literature). 36 experts from the government, academia and industry participated in the study. In the results, 8 factors were extracted, which account for 63.35% of the total variation. The elements of the three groups were divided between the factors extracted. The experts weighed 44.35% of the narratives belonging to the set of narratives that present elements of the proposed concept, with the group of partial narratives and literature being, respectively, 16.98% and 38.67%. This fact shows an acceptability by agents from different sectors to introduce new elements, coming from biological assets, in the understanding of the concept of biorefinery. The understanding and introduction of the elements that comprise the new concept can provide incentives for the implementation of new biorefineries or the expansion of existing ones, which are not considered as such. Thus, considering the importance of the development of the bioeconomy in Brazil, the action of encouraging new opportunities in the value chain, taking advantage of Brazilian biodiversity, in the implementation of new biorefineries, is a possibility and alternative that needs to be better explored.

Goal: The goal of the present work is to analyze the techno-economic viability of a biorefinery to generate ethanol and alcohol-based hand sanitizer from sweet potato waste within the concept of a circular economy. Design / Methodology / Approach: A survey of expenses for a 1000 L.day-1 distilled plant was carried out, and five different market scenarios were evaluated, varying the rate of production of each product. Results: Results show that the higher the production of the hand sanitizer, the more lucrative the scenarios are. The economic breakeven point occurs when the percentage of the alcohol-based hand sanitizer production is equal to 34%. However, the project becomes economically attractive from the production rate of 39%. The scenario for 80% of alcohol-based hand sanitizer production resulted in NPV of US$ 913,140.92, IRR of 64%, with a discounted payback of 0.72 year. Limitations of the investigation: It was considered that all the production was sold, which is in line with the current market demand. However, if the market slows down, the sales and the revenue obtained may be lower. Practical implications: The production of hand sanitizer from sweet potato waste is an opportunity to meet the market needs in scenarios such as the COVID-19 pandemic. Besides, the proposed biorefinery promotes the development of the circular economy through waste minimization. Originality / Value: No studies about the production of ethanol and alcohol-based hand sanitizer from sweet potato waste in an integrated way, and the simulation of different real market scenarios were found.

Orientadores: Patrícia Fazzio Martins Martinez, Vinícius Bohrer Lobosco Gonzaga de Oliveira Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química Resumo: A lignina Kraft é um material originário das fábricas de papel e celulose. Diante de sua composição rica em polifenóis, ela tem grande potencialidade para ser utilizada em diferentes aplicações como: resinas fenólicas, vanilina e antioxidantes. No Brasil, sua produção é expressiva, tendo como origem principal o processo de polpação do Eucalyptus urograndis. Entretanto, para melhorar o aproveitamento da lignina Kraft nas aplicações, são necessários alguns critérios de seleção de rotas de fracionamento, que podem ser estabelecidos pela sua caracterização química e estrutural, para obter frações mais homogêneas. Desta forma, duas ligninas Kraft de Eucalyptus urograndis, uma precipitada do licor negro em pH 8 e outra em pH 9, foram caracterizadas em termos do teor real de lignina (Klason), Cinzas, Análise Elementar, FTIR, ¹HRMN, HSQC, ³¹PRMN, fórmula molecular mínima e massas molares. Para comparar as características das ligninas brutas com algumas frações obtidas em fracionamentos, e assim, avaliar possíveis rotas de fracionamento por solventes, foram realizados ensaios de rendimentos de solubilização das ligninas em 14 solventes orgânicos de diferentes polaridades e os rendimentos foram correlacionados com os parâmetros de solubilidade dos solventes (?D , ?P , ?H). Concluiu-se que o parâmetro polar (?P) dos solventes foi o único fator de correlação entre as variáveis com validade estatística indicando que a polaridade do meio é fundamental para a solubilização das ligninas. Também foram determinados os parâmetros de solubilidade das ligninas Kraft utilizando três teorias: Hildebrand, Hansen (HSP) e Funcional (FSP) sendo essa última a melhor teoria para descrever a solubilidade da lignina em solventes orgânicos pois não depende de um fator subjetivo, como a teoria de Hansen, que requer a definição de um critério de solubilidade. As frações obtidas nos ensaios de solubilização foram estruturalmente caracterizadas sendo que as frações insolúveis em metanol e etanol podem ser direcionadas para a produção de vanilina devido à redução da razão S/G que favorece a seletividade dessa substância durante a oxidação do guaiacol. Além disso, para predizer as massas molares das ligninas durante fracionamentos por solventes foram desenvolvidos modelos matemáticos que podem contribuir no desenvolvimento de processos mais eficientes para aumentar a rentabilidade de biorefinarias e estabelecer uma economia mais biosustentável Abstract: Kraft lignin is a material derived from paper mills. Because of its composition rich in polyphenols, it has a great potential to be used in different applications such: phenolic resins, vanilin and antioxidants. In Brazil, its production is expressive because of Eucalyptus urograndis pulp process. However, to improve the utilization of Kraft lignin in applications, it is necessary some criteria for the selection of fractionation routes that can be established by its structural and chemical characterization to obtain more homogeneous fractions. Then, two Kraft lignins of Eucalyptus urograndis, one precipitated from black liquor in pH 8 and other in pH 9, were characterized in terms of the real content of lignin (Klason), ashes, elemental analysis, FTIR, ¹HNMR, HSQC, ³¹PNMR, minimal molecular formula and molar mass. To compare the crude lignins characteristics with some fractions obtained in fractionations, and to evaluate possible fractionation routes, it were made some solubility yields tests in the lignins with 14 organic solvents with different polarities. These yields were correlated with the solubility parameters of the solvents (?D , ?P , ?H ) and it was concluded that solvents polar parameter (?P) was the only correlation factor between variables with statistical validation indicating that the polarity of the medium is fundamental for lignin solubilization. Also, it were determined the solubility parameters of Kraft lignins using three theories: Hildebrand, Hansen (HSP), and Functional (FSP), the latter being the best theory to describe the lignin solubility in organic solvents because it does not depends on a subjective factor, as the Hansen theory, that requires the specifiction of a solubility criterion. The fractions obtained in solubility tests were characterized and the insoluble fraction of lignin in ethanol, and methanol can be oriented to produce vanilin due to the S/G ratio reduction that favours the selectivity of this substance during the oxidation of guaiacol. Moreover, to predict the molar mass distribution of lignins during fractionations by solvents, some mathematical models were developed and can contribute in the development of more efficient processes to improve rentability of biorefineries and establish a more biosustainable economy Mestrado Engenharia Química Mestre em Engenharia Química CNPQ 133196/2018-6

W ciągu ostatnich 20 lat promowano hodowlę ryb w publicznych tamach w Ceará, co jest ważnym działaniem społecznym i gospodarczym, które poprawiło życie tysięcy ludzi w głębi kraju. Zaobserwowano jednak istotne oddziaływanie na środowisko wodne i glebę, które stanowi potencjalne zagrożenie dla zdrowia ludzkiego i ekosystemów, spowodowane zarówno działalnością połowową, jak i nieregularnym odprowadzaniem ścieków domowych do zbiorników wodnych. W tym kontekście obiecującą alternatywą dla wykorzystania odpadów rybnych i ścieków bytowych wytwarzanych w miastach jest ich przetwarzanie w biorafinerii trzeciej generacji (BTG). Dzięki tej technologii zarówno ścieki bytowe, jak i przemysłowe stają się materiałem do produkcji produktów o wysokiej wartości dodanej. W ten sposób w ramach tej pracy podjęto próbę zaprojektowania dwóch ścieżek technologicznych produkcji biomasy mikroalg pod pryzmatem BTG oraz oceny procesów, które mają największy wpływ na środowisko na podstawie oceny cyklu życia produktów. Wyniki porównano z oddziaływaniem na środowisko produkcji biomasy mikroalg z zastosowaniem nawozów handlowych (proces konwencjonalny), dla kategorii oddziaływań na środowisko: zmiany klimatyczne; zubożenie wody; wyczerpanie sie warstwy ozonowej; tworzenie utleniaczy fotochemicznych; tworzenie cząstek stałych; tworzenie się utleniaczy fotochemicznych, zakwaszenie ziemi; wyczerpywanie się skamieniałości; zajmowanie terenów miejskich i gruntów ornych. Metodą oceny oddziaływania na środowisko była ReCiPe, a cała procedura obliczeniowa została przeprowadzona przy użyciu autorskiego oprogramowania Simapro firmy Prè-Consultants. Stwierdzono, że trasa produkcji biomasy mikroalg z nawozami handlowymi (trasa C0) była odpowiedzialna za większy wpływ na środowisko we wszystkich ocenianych kategoriach oddziaływania. Na trasie technologicznej do produkcji biomasy z pozostałości przetwórstwa rybnego (C2) najbardziej oddziaływały na środowisko obróbka wstępna, uprawa i suszenie biomasy, czyli procesy o dużym zapotrzebowaniu na energię elektryczną i stosowanie produktów chemicznych. Na drodze produkcji suchej biomasy z mikroalg hodowla i etapy suszenia biomasy miały największy wpływ na środowisko, zwłaszcza większe zapotrzebowanie na energię elektryczną. Procesy takie jak produkcja energii elektrycznej ze źródeł nieodnawialnych (węgiel mineralny), drewna i trzciny cukrowej są powiązane w ponad połowie wszystkich wymienionych kategorii oddziaływań na środowisko, nie tylko emisją różnych substancji chemicznych do gleby, wody i powietrza oraz zajmowanie gruntów ornych, przekształcanie terenów naturalnych i emisja związków rakotwórczych. Okazało się, że główne wąskie gardła środowiskowe na trasach C2 i C3 są związane z wykorzystaniem w ich procesach energii nieodnawialnej i chemikaliów. Nos 20 últimos anos, tem-se fomentado a prática da piscicultura nos açudes públicos do Ceará, uma importante ação de cunho social e econômico que tem melhorado a vida de milhares de pessoas do interior do estado. Porém, importantes impactos ambientais têm sido observados na água e no solo, com potencial risco à saúde humana e aosecossistemas, causado tanto pela atividade pesqueira como pelo lançamento irregular de esgotosdomésticosnos corpos hídricos. Neste contexto, uma alternativa promissora para o aproveitamento dos resíduos da piscicultura e dos esgotos domésticos gerados nas cidades é o seu tratamento em Biorrefinaria de Terceira Geração (BTG). Por esta tecnologia, efluentes tanto domésticos como industriais passam a ser insumos para a obtenção de produtos dealtovalor agregado. Dessa maneira, este trabalho intentou projetar duas rotas tecnológicas para a produção de biomassa de microalgas, sob o prisma de uma BTG, e avaliar os processos que mais impactam o meio ambiente a partir de uma Avaliação de Ciclo de Vida de produtos. Os resultados foram comparados com os impactos ambientais da produção de biomassa de microalgas com a utilização de fertilizantes comerciais (processo convencional), para as categorias de impactos ambientais: mudanças climáticas; depleção hídrica; depleção da camada de ozônio; formação de oxidantes fotoquímicos; formação de material particulado; formação de oxidantes fotoquímicos;acidificação terrestre; depleção fóssil; ocupação urbanaeocupação de terras aráveis. O método de avaliação de impactos ambientais foio ReCiPe e toda a rotina de cálculo foi realizada utilizando-se o softwareproprietário Simapro da Prè-Consultants. Foi constatadoque a rota de produção de biomassa de microalgas com fertilizantes comerciais (rota C0) foi responsável por maiores impactos ambientais em todas as categorias de impactos avaliadas. Na rota tecnológica para a produção de biomassa a partir de resíduos do processamento do pescado (C2), os processos que mais impactaram o meio ambiente foram o pré-tratamento, cultivo e secagem de biomassa, ou seja, processos com alta demanda de energia elétrica e uso de produtos químicos. Já na rota de produção de biomassa microalgal seca, as etapas de cultivo e secagem de biomassa responderam pelos maiores impactos ambientais, notadamente pela maior demanda por eletricidade. Processos como a produção de eletricidade por meio de fontes não-renováveis (carvão mineral), madeira e por cana-de-açúcar foram relacionados em mais da metade de todos as categorias de impactos ambientais elencados, não somente pela emissão de diversas substâncias químicas para o solo, água e ar como também pela ocupação de terras aráveis, transformação de áreas naturais e emissão de compostos cancerígenos. Ficou evidente que os principais gargalos ambientais das rotas C2 e C3 estão relacionados com a utilização de energia não-renovável e de produtos químicos em seus processos.

Submitted by Olavo Micali Perrone (olavo.perrone@unesp.br) on 2019-10-01T16:20:01Z No. of bitstreams: 1 PERRONE.pdf: 3286525 bytes, checksum: 1c7add27085cc9f00bffd0c77176dc7f (MD5) Rejected by Elza Mitiko Sato null (elzasato@ibilce.unesp.br), reason: Solicitamos que realize correções na submissão seguindo as orientações abaixo: Problema 01) A ordem correta das páginas pré-textuais (capa, folha de rosto, ficha catalográfica, folha de aprovação, dedicatória, agradecimentos, epígrafe, resumo na língua vernácula, resumo em língua estrangeira, listas de ilustrações, de tabelas, de abreviaturas, de siglas e de símbolos e sumário), no seu arquivo as listas de figuras e tabelas estão inseridas após o sumário. Problema 02) Solicitamos inserir no SUMÁRIO a indicação da: Conclusão Geral da Tese e Referências Problema 03) Solicitamos corrigir na LISTA DE TABELAS, conforme a norma ABNT, retirando o recuo e alinhando à esquerda, e as margens devem ser padronizadas, margem esquerda 3,0 cm e direita 2,0 cm Problema 04) Solicitamos corrigir as REFERÊNCIAS, conforme a norma ABNT NBR 6023, retirando o recuo e alinhando à esquerda, e as margens devem ser padronizadas, margem esquerda 3,0 cm e direita 2,0 cm Problema 05) Na FOLHA DE APROVAÇÃO abaixo do nome da financiadora não é necessário colocar o nome do orientador, pois já consta na Comissão Examinadora. OBS:-Estamos encaminhando via e-mail o template/modelo para que você possa fazer as correções, sugerimos que siga este modelo pois ele contempla as normas da ABNT. Lembramos que o arquivo depositado no repositório deve ser igual ao impresso, o rigor com o padrão da Universidade se deve ao fato de que o seu trabalho passará a ser visível mundialmente. Agradecemos a compreensão. on 2019-10-01T19:22:33Z (GMT) Submitted by Olavo Micali Perrone (olavo.perrone@unesp.br) on 2019-10-01T20:47:22Z No. of bitstreams: 1 PERRONE.pdf: 3405201 bytes, checksum: f5a21d9c7ba867c88c2838e7e81b2d06 (MD5) Approved for entry into archive by Elza Mitiko Sato null (elzasato@ibilce.unesp.br) on 2019-10-02T19:57:28Z (GMT) No. of bitstreams: 1 perrone_om_dr_sjrp.pdf: 3606750 bytes, checksum: 95e4c4e7f0759de649f6794727323b6f (MD5) Made available in DSpace on 2019-10-02T19:57:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 perrone_om_dr_sjrp.pdf: 3606750 bytes, checksum: 95e4c4e7f0759de649f6794727323b6f (MD5) Previous issue date: 2019-09-19 Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) A valorização do etanol e da biomassa de cana de açúcar utilizando reações catalisadas por óxidos é apresentada neste trabalho. Os óxidos utilizados são derivados de hidrotalcitas com a fórmula geral: Mg6Al2(CO3)(OH)16·4(H2O) e modificadas por íons Ag2+, Cu2+, Fe3+, La2+, Nb5+, Ni2+, In3+ e Pd2+. O material após a caracterização foi utilizado em reações empregando reatores de aço inox, buscando a conversão do etanol em produtos de maior peso molecular e valor agregado, principalmente através da reação de Guerbet. Os produtos obtidos foram analisados por cromatografia a gás (GC-FID e GC-MS) e os resultados foram comparados e discutidos com os dados da caracterização do material e com auxílio da literatura científica. A modificação do óxido por cada íon apresentou um perfil diferente de reação e produtos. Com o lantânio obtive-se maior conversão de etanol em produtos utilizando álcool hidratado, e uma quantidade significativa de compostos C6 e uma seletividade de 42% para hexanol, foram obtidos. Por outro lado, o melhor rendimento (~30%) na síntese de butanol foi obtido com óxido modificado pelo íon nióbio, enquanto a adição de prata promoveu a redução da atividade catalítica do óxido. Além da conversão de etanol, os resultados obtidos pelas reações com a adição de biomassa demonstraram que é possível desestruturar o material lignocelulósico e obter compostos fenólicos e furânicos provenientes da lignina e dos carboidratos, respectivamente. A presença de hidrogênio no meio reacional provocou sucessivas hidrogenações nos compostos aromáticos, levando à abertura do anel ou à formação de ciclohexano. A modificação do material com índio ou paládio permitiu a obtenção de butanol em temperaturas baixas, com boa seletividade (~65%). Por fim, com a utilização de óxidos de zircônio, cério e nióbio foi possível obter carbonato de dietila com elevada seletividade (95%) na reação de conversão de etanol e CO2 em carbonatos orgânicos. Increasing the value of ethanol and sugarcane biomass by reactions catalyzed by oxides is presented in this work. The oxides used are derived from hydrotalcites, whose general formula is: Mg6Al2 (CO3)(OH)16·4(H2O), modified by Ag, Cu, Fe, La, Nb, Ni, In or Pd. The catalysts synthesized were characterized by their surface area the number of acid and basic catalytic sites, X-ray diffraction and infrared spectroscopy. The conversion of ethanol into products of higher molecular weight and with added value, mainly through the Guerbet reaction, was performed in reactions in supercritical state using stainless steel reactors and oxides as catalysts. The products were analyzed by gas chromatography (GC-FID and GC-MS) and the results were compared with the available characterization data of the material and previous studies in the scientific literature. Oxide modification by each different ion showed a different reaction profile and different products. Lanthanum addition showed better results using anhydrous alcohol and a significant amount of C6 compounds, such as hexanol (42% selectivity), were obtained. On the other hand, the best yields (~30%) for butanol were obtained with the oxide modified by niobium, while the addition of silver led to the reduction of the catalytic activity of the oxide. The addition of biomass into a supercritical ethanol reaction showed that the lignocellulosic material can be deconstructed, phenolic, and furanic compounds from lignin and carbohydrates, respectively can be produced. The presence of hydrogen in the reaction medium promotes successive hydrogenations in the aromatic compounds, leading to the opening of the ring or the formation of cyclohexane. Modifications using indium and palladium ions allow butanol to be obtained at low temperatures and with good selectivity (-65%) and low co-product formation. Finally, zirconium, cerium and niobium oxides had high selectivity (~95%) for diethyl carbonate during its synthesis from ethanol and CO2. FAPESP: 2015/11588-4 FAPESP: 2016/15575-7

Tetraselmis sp. CTP4 was selected from a bioprospection screening as a promising candidate for industrial cultivation and exploitation of different biotechnological applications. At lab-scale, several experiments revealed that this strain is highly robust to environmental conditions, has the ability to accumulate significant amounts of lipids under nitrogen depletion, displays also high growth and sedimentation rates. In collaboration with Allmicroalgae (Algafarm, Secil, Leiria, Portugal), experiments at industrial-scale in 100-m3 tubular photobioreactors showed that this strain is able to attain promising areal productivities, remaining a monoalgal culture throughout the whole trial. Thereafter, a low-cost pilot-scale harvesting system enabled the recovery of 97% of the total biomass by natural sedimentation, reducing the harvesting costs by 93%. Biochemical characterization of industrially produced biomass revealed a high content of proteins and dietary fibres as well as interesting levels of chlorophyll, carotenoids and vitamins, whereas microbial pathogens and contaminants analysed were absent from the biomass. Later, upon the development of a biorefinery platform, the wet biomass was extracted with ethanol and fractionated using a liquid-liquid triphasic system, leading to four different streams: non-polar (NP), colloidal (CP) and water (WP) phases as well as the residual biomass (RB) leftover of the ethanolic extraction. The CP was characterized as a source of high value molecules, while the NP, WP and RB were successfully upgraded into biodiesel, bioethanol and biogas, respectively. The RB was also tested as an ingredient for juvenile seabream, showing to be a promising substitute to replace soybean meal in aquafeeds. Overall, Tetraselmis sp. CTP4 was successfully produced at industrial scale, a low-cost harvesting system was established, and the produced biomass had a promising composition suitable for prospective nutritional applications. In addition, the biorefinery approach implemented led to the production of different streams that were effectively upgraded into different bioproducts, namely biofuels and aquaculture feed. No âmbito de um esforço de bioprospeção de novas microalgas para desenvolvimento biotecnológico realizado pelo grupo MarBiotech (Centro de Ciências do Mar, Universidade do Algarve), a estirpe Tetraselmis sp. CTP4 foi selecionada para o cultivo de biomassa à escala industrial e exploração de diferentes aplicações biotecnológicas. À escala laboratorial, ensaios preliminares revelaram que esta estirpe apresenta elevada taxa de crescimento e robustez para tolerar diversas condições ambientais. Adicionalmente, esta estirpe tem a capacidade de acumular quantidades significativas de lípidos, que podem chegar a 33% do peso seco da biomassa produzida, quando as culturas são submetidas a limitação de azoto no meio de crescimento. Estes ensaios revelaram também que a Tetraselmis sp. CTP4 apresenta uma composição lipídica muito interessante, e que após a conversão da fração de lípidos em biodiesel, as propriedades do biocombustível produzido estão dentro dos parâmetros regulados pelas normativas europeia e americana. Dado o elevado potencial desta microalga, foi estabelecida uma colaboração com a Allmicroalgae (Algafarm, grupo Secil, Leiria, Portugal), a maior unidade de produção de microalgas em sistemas fechados da Europa, para avaliar o crescimento das culturas desta estirpe em condições exteriores, utilizando fotobiorreatores tubulares industriais com um volume de 100 m3. Os ensaios realizados no exterior mostraram que foram necessárias oito semanas para realizar o aumento de escala de uma placa de agar até aos reatores de produção industrial. Durante o aumento de escala, realizou-se a otimização da produção em sistemas tubulares à escala piloto. Esta otimização mostrou melhores produtividades de biomassa quando a velocidade de cultura se encontra entre 0,65 a 1,35 m/s e com o valor de pH de 8,0 para injeção de CO2 na cultura. À escala industrial, verificou-se uma adaptação imediata das culturas aos sistemas de produção tubulares com produtividades areais muito promissoras (10-20 g/m2/d) e elevada eficiência fotossintética (3,5% da irradiância solar total), sendo possível manter uma cultura monoalgal durante todo o período de produção (60 dias). A sequestração de CO2 foi seguida no fotobiorreator de 100 m3, revelando uma eficiência média de mitigação de CO2 de 65% e uma relação de biomassa/carbono de 1,8. Posteriormente, foi desenvolvido um sistema de colheita piloto de baixo custo da biomassa de Tetraselmis sp. CTP4, nas instalações da Algafarm. Para este fim, adaptou-se um tanque cilindro-cónico para recolher a biomassa através da sedimentação natural das células sem custos energéticos. Os ensaios mostraram que após se introduzir a cultura no tanque, as células conseguem sedimentar na parte inferior do tanque após 24 horas, sendo possível recolher o meio de cultura pelas entradas laterais do sistema. Através do processo desenvolvido é possível recuperar 97% da biomassa total por sedimentação natural, sendo que se perdem apenas 3% com a remoção do meio de cultura do sistema. Usando esta abordagem, 93% do volume total da cultura é recuperado do tanque, com um peso seco de 0,07 g/L, o que representa uma redução muito significativa dos custos associados à colheita da biomassa. A restante cultura (7%) é recuperada na forma de uma cultura concentrada e pasta húmida de microalgas com pesos secos aproximados de 20 e 273 g/L, respetivamente. Na fase seguinte, pretendeu-se avaliar o potencial nutricional da biomassa de Tetraselmis sp. CTP4 produzida em fotobiorreatores industriais (100 m3). Para este fim, realizou-se uma avaliação minuciosa da composição bioquímica, microbiológica e toxicológica da biomassa. As análises efetuadas mostraram que a biomassa contém elevadas quantidades de proteína (31,2 g/100 g), fibras alimentares (24,6 g/100 g), glícidos digestíveis (18,1 g/100 g) e cinzas (15,2 g/100 g), mas com baixo conteúdo lipídico (7,04 g/100 g). A biomassa apresentou ainda níveis interessantes de clorofila (3,5 g/100 g), carotenóides (0,61 g/100 g) e vitaminas (por exemplo, 79,2 mg de ácido ascórbico/100 g) e atividade antioxidante. Por outro lado, bactérias patogénicas, metais pesados, cianotoxinas, micotoxinas, hidrocarbonetos aromáticos policíclicos e pesticidas não foram detetados na biomassa produzida. De um modo geral, a biomassa produzida tem uma composição promissora para aplicações nutricionais em humanos e animais. Subsequentemente, pretendeu-se desenvolver um novo método de processamento da biomassa tendo em conta o conceito de biorrefinaria, de modo a rentabilizar ao máximo todos os componentes bioquímicos presentes na biomassa de Tetraselmis sp. CTP4, para produzir diferentes bioprodutos. Neste contexto, realizou-se uma extração com etanol diretamente da biomassa húmida e o extrato resultante foi fracionado usando um sistema trifásico líquido-líquido (LTPS). No final deste processo, a partir da biomassa, obtiveram-se 4 frações distintas, nomeadamente as frações não polar (NP), coloidal (CP) e aquosa (WP), obtidas a partir do extrato etanólico, e a biomassa residual (RB) remanescente da extração etanólica. A fração CP foi caracterizada como fonte de moléculas de valor acrescentado, devido à presença de fosfolípidos e carotenóides, que apresentam uma elevada aplicabilidade para diferentes indústrias. As frações NP, WP e RB foram convertidas com sucesso em diferentes biocombustíveis, nomeadamente, biodiesel, bioetanol e biogás, respetivamente. No final desta dissertação, foi ainda realizado um ensaio em colaboração com a Sparos Lda. para testar a biomassa residual como um ingrediente para rações de aquacultura. Neste contexto, foi realizado um ensaio para avaliar o efeito de uma incorporação de 10% de biomassa residual de Tetraselmis sp. CTP4, em substituição da farinha de soja em juvenis de dourada (Sparus aurata). O ensaio foi realizado durante 61 dias e mostrou que os critérios gerais de desempenho (peso corporal final, índice de crescimento diário, taxa de conversão alimentar e taxa de eficiência proteica), composição corporal total e retenção de nutrientes não foram significativamente afetados pela introdução da biomassa residual. No entanto, a dieta com biomassa residual apresentou valores significativamente superiores nos coeficientes de digestibilidade aparente (ADC) de proteína, energia e fósforo, comparativamente à dieta com farinha de soja. No final, um teste de confinamento agudo mostrou uma resposta de cortisol significativamente menor nos peixes alimentados com a dieta com biomassa residual (120 ± 23 ng/mL) do que naqueles alimentados com a dieta com farinha de soja (160 ± 33 ng/mL). Os resultados gerais mostraram que a biomassa residual de Tetraselmis sp. CTP4 pode reduzir as elevadas necessidades de farinha de soja em alimentos para a aquacultura como atualmente se verifica. Em conclusão, a estirpe Tetraselmis sp. CTP4, foi produzida com sucesso à escala industrial, o sistema de recolha de biomassa de baixo custo foi efetivamente estabelecido e a biomassa produzida revelou um alto potencial para aplicações nutricionais. Além disso, a metodologia desenvolvida para o processamento da biomassa tendo em conta o conceito de biorrefinaria, permitiu a produção de diferentes frações que foram posteriormente convertidas em diferentes bioprodutos, nomeadamente biocombustíveis e rações para aquacultura. The author acknowledges the Portuguese Foundation for Science and Technology (FCT) for funding the PhD fellowship (Grant SFRH/BD/105541/2014)

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) A biomassa lignocelulósica é composta de celulose, hemicelulose e lignina fortemente ligadas entre si, e se destaca como uma matéria-prima altamente disponível e promissora para processos de conversão. A celulose tem sido amplamente estudada na literatura como fonte renovável para a produção de plataformas químicas, moléculas de suma importância para a indústria de biorrefinaria, capazes de serem convertidas nos mais diversos compostos químicos usados na sociedade atual. Entretanto, a separação eficiente da celulose ainda é desafiadora, devido a natureza recalcitrante da biomassa. Assim, este trabalho visa avaliar a eficiência do pré-tratamento combinado ácido/peróxido-alcalino (APA), da cavitação ultrassom (US) e da associação destes dois métodos (USA + PA) em diferentes condições, quanto ao aumento da acessibilidade da lignocelulose de biomassas residuais comuns do Nordeste brasileiro: bagaço de cana-de-açúcar (Saccharum officinarum), sabugo de milho (Zea mays) e pseudocaule de palma forrageira gigante (Opuntia ficus-indica L. Mill.), bem como na mudança de cristalinidade das celuloses isoladas. Para isso, os resultados da deconvolução dos picos presentes nos difratogramas de raios X (DRX) foram comparados às bandas de absorção geradas pela análise de espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) das amostras para avaliar a efetividade do tratamento APA em condições já encontradas na literatura e em uma nova metodologia com etapa ácida assistida por ultrassom. A cavitação possibilitou a produção de uma biomassa mais acessível em condições mais brandas de tratamento ácido (30 min, 90 °C) para a remoção da hemicelulose e com menor tempo (60 min) da etapa de deslignificação (peróxido-alcalino) para as amostras de bagaço de cana e pseudocaule de palma. As microscopias eletrônicas de varredura (MEV) comprovaram a modificação da morfologia das biomassas após os prétratamentos através da formação de fissuras, poros e de uma parede celular estratificada, reduzindo sua recalcitrância e permitindo o isolamento de celuloses de baixa cristalinidade após o branqueamento. A metodologia de deconvolução foi também aplicada às curvas termogravimétricas derivadas (DTG), permitindo a separação dos eventos de perda mássica, sobrepostos, e a determinação do conteúdo mássico das frações lignocelulósicas a partir da área das curvas associadas a cada evento, com precisão e exatidão comparáveis ao método padrão de caracterização para estas biomassas. The lignocellulosic biomass is composed of cellulose, hemicellulose and lignin strongly bonded to each other and stands out as a highly available and promising raw material for conversion processes. Cellulose has been widely studied in literature as a renewable source for the production of chemical platforms, molecules of great importance for the biorefinery industry capable of being converted into the most diverse chemical compounds used in today's society. However, the efficient separation of cellulose is still challenging due to the recalcitrant nature of the biomass. Thus, this work aims to evaluate the efficiency of the combined acid/peroxide-alkaline (APA) pretreatment, the ultrasound cavitation (US) and the association of both methods (USA + PA) under different conditions in increasing the accessibility of common residual biomasses in the Brazilian Northeast: sugarcane bagasse (Saccharum officinarum), corn cob (Zea mays) and prickly pear pseudostem (Opuntia ficusindica L. Mill.), as well as on the crystallinity changes of the celluloses that will be isolated later. For this, the peak deconvolution of X-ray diffraction (XRD) data was compared to the absorption bands generated by the Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR) analysis of the samples, in order to evaluate the effectiveness of the APA treatment under conditions already found in the literature and in a new methodology with ultrasonic assisted acidic step (US). The cavitation made possible the production of a more accessible biomass under milder conditions of acid treatment (30 min, 90 °C) for removing hemicellulose and with shorter time (60 min) of the delignification step (peroxide-alkaline) for sugarcane bagasse and prickly pear pseudostem samples. Scanning electron microscopy (SEM) images confirmed the modification of biomass morphology after pretreatment by the formation of fissures, pores and a stratified cell wall, thus reducing their recalcitrance and enabling the isolation of low crystallinity celluloses after bleaching. The deconvolution methodology was also applied to the derived thermogravimetric curves (DTG) and was successful for separating the overlapping mass loss events and in the determination of the mass content of lignocellulosic fractions by calculating the area under each degradation curve, with precision and accuracy comparable to the standard characterization method for these biomasses.

Os sistemas de biorrefinarias que integram processos de conversão de biomassa para a produção de combustíveis, energia e produtos químicos a partir de recursos renováveis estão cada vez mais ganhando espaço no desenvolvimento industrial, devido a crescente busca por inovação e sustentabilidade de processos, visto à menor disponibilidade de combustíveis fósseis. As biomassas lignocelulósicas são resíduos com vasta abundância e baixo custo no mercado, o que as torna atrativas fontes de carbono para as indústrias de produtos químicos e energéticos. O 2,3-butanodiol (2,3-BD) é considerado um produto químico e um combustível promissor com extensas aplicações na indústria. Além disso, pode ser produzido a partir da conversão biotecnológica com fontes de carbono alternativas. Dessa maneira, no presente trabalho, foi feita uma pesquisa sistemática da literatura, nas bases de dados Science Direct e Google acadêmico, incluindo artigos, teses e trabalhos acadêmicos entre os anos de 2004 até 2020, a fim de revisar o desenvolvimento geral de processos produtivos de biorrefinarias voltadas a produção de 2,3-BD. Estratégias para sua produção biotecnológica eficiente foram analisadas através de uma revisão delineada do processo fermentativo de microrganismos capazes de sintetizar o 2,3-BD a partir de diferentes substratos empregados e das condições de operação necessárias para sua produção. Esta revisão também abrange as distintas estratégias aplicadas para a recuperação e purificação de 2,3-BD, pois, atualmente o processamento downstream é uma das principais barreiras para a sua produção industrial eficiente e econômica. Biorefinery systems that integrate biomass conversion processes for the production of fuels, energy and chemicals from renewable resources are increasingly gaining ground in industrial development, due to the growing search for process innovation and sustainability, given the lower fuel availability. Lignocellulosic biomasses are energy residues with vast abundance and low cost in the market, which makes them attractive carbon sources for the chemical and energy products industries. 2,3-Butanediol (2,3-BD) is considered a chemical and a promising fuel with extensive applications in industry. Furthermore, it can be produced from biotechnological conversion with alternative carbon sources. Thus, in the present work, a systematic literature search was made in Science Direct and Google academic databases, including articles, theses and academic papers between the years 2004 until 2020, in order to review the general development of biorefinery production processes aimed at 2,3-BD production. Strategies for its efficient biotechnological production were analyzed through an outlined review of the fermentative process of microorganisms capable of synthesizing 2,3-BD rom different substrates employed and the operating conditions required for its production. This review also covers the different strategies applied for the recovery and purification of 2,3-BD, since downstream processing is currently one of the main barriers to its efficient and economical industrial production.

Submitted by Camila Juliane Marcondes (ca_juliane@hotmail.com) on 2019-04-25T00:47:32Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Camila Juliane Marcondes Repositorio.pdf: 1471340 bytes, checksum: e17df9b17d74dc6bff1489fbff0681d0 (MD5) Rejected by Pamella Benevides Gonçalves null (pamella@feg.unesp.br), reason: Solicitamos que realize correções na submissão seguindo as orientações abaixo: Solicitar a ficha catalográfica e manter a identificação do bibliotecário responsável http://www2.feg.unesp.br/#!/biblioteca/trabalho-conclusao-de-curso/ depois acrescentar ao trabalho após a folha de rosto. A ficha catalográfica vem após a folha de rosto (favor organizar ) Na pagina 13 colocar um enter antes e depois da citação direta com mais de 3 linhas A capa e ficha catalográfica não são consideradas para contagem de páginas. a paginação deve aparecer no canto superior direito a partir da introdução, realizei a contagem das páginas e seu trabalho deve com o número 13, após você precisa atualizar a numeração na ficha catalográfica, nas listas e no sumário. Qualquer que seja o tipo de ilustração (figuras, desenhos, gráficos, diagramas, fluxogramas, fotografias, mapa, planta, quadro, imagem entre outros) sua identificação (título) aparece na parte superior com letra tamanho 12; o Na parte inferior, Tamanho da letra 10, indicar a fonte consultada (elemento obrigatório, mesmo que seja produção do próprio autor), notas e outras informações necessárias à sua compreensão  Devem conter a fonte mesmo que elaborada pelo autor. o Ex: Fonte: Autor Fonte: Autoria própria o (favor ver exemplo no template ou diretrizes)  As fontes das ilustrações, tabelas e quadros não podem ser links . A referência deve ser informada ao final, seguindo os padrões da ABNT. Para indicar a fonte, deve ser colocada a autoria e o ano entre parênteses. Ex.: Martins (2010). Quando uma referência for retirada de um meio eletrônico deve-se identificar uma autoria para o que é visualizado na página; se não houver título, escrever uma pequena descrição do que foi visto e seguir com os dados: disponível em: . Acesso em: xx mes xxxx. A autoria pode ser uma pessoa física, uma Instituição, uma empresa, uma pessoa jurídica e até o nome do próprio site. Ex.:  ECOVILAS. Condomínios autossustentados e permaculturais. Disponível em: . Acesso em: 10 out. 2017.  Será colocado na fonte: Ecovilas (2017) CITAÇÃO DE CITAÇÃO Deve ser indicada pelo sobrenome do autor do documento original, seguido da expressão latina apud (citado por, conforme, segundo) e dados da obra consultada. Neste caso, a referência deve ser feita em Nota de Rodapé e não incluída na lista de referências (ver capítulo 4.8). A expressão apud é a única que também pode ser usada no texto. Exemplos: No texto: Para Salvador² (1977 apud SEVERINO, 2000, p. 12) a tese de doutorado é considerada o tipo mais representativo do trabalho científico. Em Nota de Rodapé: ______________________ 2 SALVADOR, A. D. Métodos e técnicas da pesquisa bibliográfica. Porto Alegre: Sulina Ed., 1977 apud SEVERINO, A.D. Metodologia do trabalho científico. São Paulo: Cortez & Morais, 2000 Referências. A palavra Referências deve ser centralizada, e não conter numeração de seção; As referencias devem ser justificadas, espaço simples com um espaço simples(enter) entre elas.  Sobre a elaboração das referencias e citações favor solicitar orientação e revisão com a bibliotecária Juciene (juciene.pedroso@unesp.br) Agradecemos a compreensão on 2019-04-25T13:17:37Z (GMT) Submitted by Camila Juliane Marcondes (ca_juliane@hotmail.com) on 2019-04-26T00:18:33Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Camila Repositorio Corrigido.pdf: 1456021 bytes, checksum: 6b30d6b498a4eb6ee6964263e8cb7925 (MD5) Rejected by Pamella Benevides Gonçalves null (pamella@feg.unesp.br), reason: Solicitamos que realize correções na submissão seguindo as orientações abaixo: De acordo com a portaria 206 de 04 de setembro de 2018 Dispõe sobre a obrigatoriedade da citação da CAPES [...] Art. 1º Os trabalhos produzidos ou publicados , em qualquer mídia, que decorram de atividades financiadas, integral ou parcialmente, pela CAPES, deverão, obrigatoriamente, fazer referência ao apoio recebido [...} Art. 3º deverão ser usadas as seguintes expressões, no idioma do trabalho: "O presente trabalho foi realizado com apoio da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior- Brasil (CAPES) - código de financiamento 001." "This study was financed in part by the Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior- Brasil (CAPES) - Finance Code 001." Deste modo orientamos para Trabalhos acadêmicos, Teses e Dissertações que tal informação seja incluída após agradecimentos em uma folha distinta. Segue link com o modelo ... http://www2.feg.unesp.br/#!/biblioteca/mestrado-e-doutorado/ selecione a opção financiamento CAPES Qualquer que seja o tipo de ilustração (figuras, desenhos, gráficos, diagramas, fluxogramas, fotografias, mapa, planta, quadro, imagem entre outros) sua identificação (título) aparece na parte superior com letra tamanho 12; Na parte inferior, Tamanho da letra 10, indicar a fonte consultada (elemento obrigatório, mesmo que seja produção do próprio autor), notas e outras informações necessárias à sua compreensão não podem ser links  Para indicar a fonte, deve ser colocada a autoria e o ano entre parênteses. Devem conter a fonte mesmo que elaborada pelo autor. Ex: Fonte: Autor Fonte: Autoria própria o (favor ver exemplo no template ou diretrizes) Ex.: Martins (2010). Agradecemos a compreensão on 2019-04-26T17:52:22Z (GMT) Submitted by Camila Juliane Marcondes (ca_juliane@hotmail.com) on 2019-04-26T18:50:56Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Camila Juliane Marcondes Repositorio Corrigido.pdf: 1457012 bytes, checksum: 0b6c7aa66896e4a5f33af2f627d9d02c (MD5) Approved for entry into archive by Pamella Benevides Gonçalves null (pamella@feg.unesp.br) on 2019-04-29T14:26:58Z (GMT) No. of bitstreams: 1 marcondes_cj_me_guara.pdf: 1457012 bytes, checksum: 0b6c7aa66896e4a5f33af2f627d9d02c (MD5) Made available in DSpace on 2019-04-29T14:26:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 marcondes_cj_me_guara.pdf: 1457012 bytes, checksum: 0b6c7aa66896e4a5f33af2f627d9d02c (MD5) Previous issue date: 2019-02-28 Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) O setor de combustíveis líquidos tem passado por uma constante mudança no cenário econômico mundial. Com a previsão de esgotamento das fontes de combustíveis fósseis, a corrida por novas alternativas se tornou um marco das gerações passadas e futuras. O denominado etanol celulósico produzido através da biomassa pode ser a chave para a questão energética mundial, no entanto, este tipo de produto encontra como barreira o desenvolvimento de tecnologias mais acessíveis e a custos menores. Dentre os materiais utilizados, a madeira pode apresentar vantagens como: baixa perda por degradação, quando estabelecida rotações silviculturais não está sujeita a sazonalidade, dentre outras. Neste contexto, o presente trabalho teve como objetivo encontrar uma nova rota de produção de etanol celulósico a partir de cavacos de Eucalyptus urograndis e estudar o efeito da dosagem de fermento na etapa de conversão da glicose a etanol. O estudo foi realizado utilizando os processos de auto- hidrólise e polpação soda (23% de álcali ativo), como etapa de pré-tratamento da matéria prima, seguidos então, pela hidrólise ácida com ácido sulfúrico 72% e fermentação com 10, 20 e 30g da levedura Saccharomyces cerevisiae. Ao final foram analisados os rendimentos alcançados. O processo de fermentação mostrou uma eficácia de 90,05%, 88,29% e 79,57% para 10, 20 e 30 g, respectivamente, rendimentos ótimos para esta etapa. A utilização de 10 g foi suficiente para a etapa de fermentação frente as outras quantidades (20 e 30 g) sendo estabelecido, assim, a proporção de 1g da levedura para 4,7 g.L-1. Como rendimento global do processo a partir de 100 g de cavaco inicial o presente estudo apresentou média de 54,13% de eficiência, valor que quando projetado para 1t demostra a viabilidade do processo frente a produção a partir da cana-de-açúcar. The liquid fuel industry has been undergoing a constant change in the world economic scenario for years, with the forecast of depletion of fossil fuel sources, the race for new alternatives has become a mark of past and future generations. The so-called cellulosic ethanol produced through biomass may be the key to the world energy issue, however, this type of product finds as a barrier the development of technologies more accessible and at lower cost. Among the materials used, wood can present advantages in terms of low degradation loss, when established silvicultural rotations are not subject to seasonality, among others. In this context, the present work aimed to find a new route for the production of cellulosic ethanol from Eucalyptus urograndis chips and to study the effect of yeast dosage on the conversion of glucose to ethanol. he process was carried out using the processes of autohydrolysis and sodium pulping (23% alcohol on the market), as the main process of pre-processing the raw material, followed by acid hydrolysis with 72% sulfuric acid and fermentation with 10, 20 and 30g of yeast Saccharomyces cerevisiae, at the end of the harvest. The fermentation process has an advantage of 90.05%, 88.29% and 79.57% for 10, 20 and 30 g, respectively, described as excellent for this stage. The use of 10g was sufficient for a fermentation step compared to other sources (20 and 30g), thus, a ratio of 1g of yeast to 4.7g.L-1. As a global result of the 100g initial chip discarding process, the present study presents an average of 54.13% efficiency, a value that when designed for 1t demonstrates a viability of the process against a production of sugarcane.