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Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-04-24T16:05:47Z No. of bitstreams: 1 DOUGLAS ALEXANDRE SARAIVA LEÃO - TESE PPGEP 2014..pdf: 1444579 bytes, checksum: 17272fc64c2d76578d08692395e65bfe (MD5) Made available in DSpace on 2018-04-24T16:05:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DOUGLAS ALEXANDRE SARAIVA LEÃO - TESE PPGEP 2014..pdf: 1444579 bytes, checksum: 17272fc64c2d76578d08692395e65bfe (MD5) Previous issue date: 2014-08-29 A matriz energética brasileira é uma das mais limpas do mundo e, atualmente, mais de 45% de toda energia consumida no país provém de fontes renováveis. O álcool é um combustível que já tem o seu lugar assegurado nessa matriz, diante disso, o etanol de segunda geração pode se tornar uma fonte de energia para o Brasil e o mundo. Uma planta promissora na produção de bioetanol é o sisal, pois possui 90 % de açúcares fermentáveis e 10 % a mais de celulose que a cana-de-açúcar, além disso, o Brasil é o maior produtor de sisal do mundo. O objetivo do trabalho foi caracterizar a fibra do sisal, quanto à concentração de açucares por CLAE e a composição físico-química e térmica por meio de métodos convencionais e das técnicas de DRX, TG, DSC e MEV; determinar as melhores condições para o pré-tratamento ácido seguido de básico e realizar a hidrólise ácida e enzimática. Além de fermentar o licor hidrolisado de maior concentração de glicose. Para avaliar o pré-tratamento e a hidrólise ácida, usou-se duas granulometrias 0,21 e 0,49 mm da fibra e verificou-se os efeitos da temperatura e concentração de ácido na produção da xilose e glicose, utilizando como ferramenta um planejamento experimental fatorial. Para avaliar a hidrólise enzimática, verificou-se, por meio da aplicação de um planejamento experimental fatorial, o efeito da carga enzimática e a razão massa seca de fibra de sisal e extrato enzimático. Foram usadas as enzimas comerciais Celluclast 1.5L da Novozyme e betaglicosidase da Proenzyme. O pré-tratamento ácido seguido de básico mostrou-se bastante eficiente em concentrar a celulose, pela retirada da hemicelulose e lignina, provocando um aumento da celulose de 54 para 83%. Evidenciou-se a cristalinidade da fibra de sisal, comprovada por Difração de Raios X, modificou-se a morfologia da fibra, verificada por Microscopia Eletrônica de Varredura, e, por meio da Termogravimetria e Calorimetria Exploratória Diferencial comprovou-se a degradação da hemicelulose e lignina. Com o material pré-tratado, o processo de hidrólise enzimática foi mais eficiente na sacarificação, não ocorrendo eficácia para a hidrólise ácida. A hidrólise ácida com o material sem prétratamento provocou a sacarificação da celulose, no entanto, os valores obtidos de glicose são menores do que os obtidos na hidrólise enzimática que foi de 39000 ± 2700 mg.L-1. O licor hidrolisado enzimaticamente foi usado para a produção de etanol por meio de fermentação submersa, utilizando S. cerevisiae (Y904), desta forma, obteve-se uma produção de etanol de 19,4 g.L-1 em 7,3 h de fermentação. O monitoramento da cinética fermentativa em reator de batelada permitiu a avaliação do consumo de glicose, produção de etanol e massa microbiana. Em nível laboratorial a taxa especifica máxima de crescimento foi de 0,3 h-1, 96% de rendimento e produtividade de 2,7 g. L-1.h-1. The Brazilian energy matrix is one of the cleanest in the world and currently more than 45% of all energy consumed in the country comes from renewable sources. The alcohol is a fuel already has its place assured in the Brazilian energy matrix, therefor the second-generation ethanol can become a source of energy for Brazil and the world. A promising plant to produce bioethanol is the sisal because it has 90% of fermentable sugars and 10% more cellulose than sugar cane, in addition to Brazil is the world's largest sisal producer. The objective was to characterize the sisal fiber, as the concentration of sugars by HPLC and the physicochemical composition chemical and thermal by means of conventional methods and techniques XRD, TG, DSC and MEV; determine the best conditions for the pre-treatment followed by acid perform basic and acidic and enzymatic hydrolysis. In addition to ferment the hydrolyzate liquor higher concentration of glucose. To evaluate the pre-treating and the acid hydrolysis it was used two grain sizes 0.21 and 0.49 mm fiber and found the effects of temperature and the concentration of acid in the production of xylose and glucose using as a tool factorial design. To assess the enzymatic hydrolysis was verified by applying a factorial design, the load effect enzyme and the dry weight ratio of sisal fiber and enzyme extract. The were used commercial enzymes of Celluclast 1.5L and Novozyme beta-glucosidase proenzyme. The pretreatment followed basic acid proved to be very effective in concentrating cellulose, by removing the hemicellulose and lignin, resulting in an increase in cellulose from 54 to 83%. Revealed a crystallinity of sisal fiber, proven by X-ray diffraction, has changed the morphology of the fiber, verified by microscopy Scanning Electron, and by Thermogravimetry and Scanning Calorimetry Differential proved the degradation of hemicellulose and lignin. With the material pretreated the enzymatic hydrolysis process was more efficient in saccharification, not occurring efficiency for acid hydrolysis. Acid hydrolysis of the material without pretreatment caused saccharification of cellulose however the values obtained glucose are smaller than those obtained in the enzymatic hydrolysis was 39000 ± 2700 mg l-1. The enzymatically hydrolysed liquor was used to produce ethanol by through submerged fermentation using S. cerevisiae (Y904), this way was obtained an ethanol yield of 19.4 gL1 in 7.3h of fermentation. The monitoring fermentation kinetics in batch reactor allowed assessment of glucose uptake, ethanol and microbial mass. In laboratory level the maximum specific rate growth was 0.3 h-1, 96% yield and productivity 2.7 g.L-1.h-1.

Among the factors that have limited plant growth and crop production in tropical regions are the low availability of phosphorus and water stress. These factures assume even greater proportion in the semiarid region of northeastern Brazil. As a result, we conducted an experiment to evaluate the effects of phosphorus and two water regimes effects in dry matter and nutrients accumulation in Gliricidia sepium plants. The experimental design was a randomized block design, arranged in a 2 x 4 factorial scheme, corresponding to two water regimes (with and without water stress) and four phosphorus levels (0; 50; 100 and 150 mg dm-3 of P). The plants grown in plastic pots containing 9 kg of soil, and the water stress was imposed by the suspension of irrigation, 45 days after emergence and remained in that condition for 15 days. It were analyzed the dry matter and N, P, K, Ca, Mg, S, Fe, Mn, Cu and Zn content in shoots. Water stress was detrimental to the production of dry matter and N and Zn accumulation, while promoted accumulation of P, S and Cu. The fertilization favored N, P, Ca, S, Mn, and Fe shoot accumulation. Dentre os fatores que mais têm limitado o crescimento vegetal e a produção agrícola nas regiões tropicais estão a baixa disponibilidade de fósforo e o estresse hídrico. Esses fatores assumem proporção ainda maior na região semiárida do Nordeste do Brasil. Em função disso, conduziu-se um experimento com o objetivo de avaliar o efeito de doses de fósforo e dois regimes hídricos nos acúmulos de massa seca da parte aérea (MSPA) e de nutrientes em plantas de gliricídia. O delineamento experimental foi o de blocos casualizados, disposto em esquema fatorial 2 x 4, correspondendo a dois regimes hídricos (com e sem estresse hídrico) e quatro doses de fósforo (0, 50, 100 e 150 mg dm-³ de P). As plantas cresceram em vasos plásticos contendo 9 kg de solo e o estresse hídrico foi imposto através da suspensão da irrigação, aos 45 dias após a emergência, permanecendo durante 15 dias nessa condição. Foram analisadas a matéria seca das plantas e os conteúdos de N, P, K, Ca, Mg, S, Fe, Mn, Cu e Zn na parte aérea. O estresse hídrico reduziu a produção de massa seca e o acúmulo de N e Zn, e aumentou o acúmulo de P, S e Cu na MSPA das plantas. A adubação fosfatada aumentou o acúmulo de N, P, Ca, S, Mn e Fe na MSPA das plantas.

A baixa disponibilidade de P e o estresse hídrico estão entre os fatores que mais têm limitado a produção agrícola em solos de regiões tropicais. Com base nisto, conduziu-se um experimento, com o objetivo de avaliar o efeito do estresse hídrico e de doses de fósforo no acúmulo de nutrientes na parte aérea de plantas de sorgo (Sorghum bicolor (L.) Moench.), cultivar BR-304, de ciclo médio. O delineamento experimental foi o de blocos casualizados, em esquema fatorial 2x4, com 4 repetições, sendo dois regimes hídricos (com e sem estresse hídrico) e quatro doses de fósforo (0 mg dm-³, 50 mg dm-³, 100 mg dm-³ e 150 mg dm-³). As plantas foram mantidas em vasos com capacidade para 9 kg de solo e o estresse hídrico foi imposto aos 45 dias após a emergência e persistiu até que fossem observados a parada do crescimento e o enrolamento das folhas do ápice. O estresse hídrico reduziu o acúmulo de K na parte aérea das plantas e a adubação fosfatada proporcionou aumento na absorção de N, P, Ca, S, Mn e Fe e redução na absorção de Zn. O fornecimento de P acima de 125 mg dm-3 causou redução no acúmulo de macronutrientes nas plantas de sorgo. Low phosphorus availability and water stress are among the factors that have limited agricultural yield in soils of tropical regions. Based on that, an experiment was carried out to evaluate the effect of water stress and phosphorus levels on the nutrients accumulation in the shoots of sorghum plants (Sorghum bicolor (L.) Moench.), BR-304 mid-cycle cultivar. The experimental design was randomized blocks arranged in a 2x4 factorial scheme, being two water regimes (with and without water stress) and four phosphorus levels (0 mg dm-³, 50 mg dm-³, 100 mg dm-³, and 150 mg dm-3), with 4 replications. Plants were kept in pots (up to 9 kg of soil) and water stress was imposed 45 days after emergence, and persisted until growth stopped and apical leaves curled. Water stress reduced K accumulation and phosphorus fertilization increased the N, P, Ca, S, Mn, and Fe, and reduced the Zn absorption. The supply of P above 125 mg dm-3 reduced macronutrients accumulation in sorghum plants.

Submitted by Severina Oliveira (severina.sueli@ufcg.edu.br) on 2019-02-25T11:19:32Z No. of bitstreams: 1 DOUGLAS ALEXANDRE SARAIVA LEÃO-DISSERTAÇÃO-PPGZ 2006.pdf: 7089717 bytes, checksum: 3c94aba87879fb731e0aef65afeef364 (MD5) Made available in DSpace on 2019-02-25T11:19:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DOUGLAS ALEXANDRE SARAIVA LEÃO-DISSERTAÇÃO-PPGZ 2006.pdf: 7089717 bytes, checksum: 3c94aba87879fb731e0aef65afeef364 (MD5) Previous issue date: 2006-06-14 A gliricídia é uma espécie característica de regiões tropicais, tolerante à seca, e vem sendo explorada como planta forrageira pelo seu alto valor nutritivo e também como produtora de estacas vivas. O sorgo é uma gramínea muito importante para o Nordeste brasileiro, por possuir potencial forrageiro e, devido à sua tolerância ao déficit hídrico, o interesse pelo seu cultivo tem aumentado de forma significativa. Foram conduzidos dois experimentos no Viveiro Florestal do Centro de Saúde e Tecnologia Rural da UFCG com os objetivos de verificar os efeitos da adubação fosfatada no desenvolvimento, no acúmulo de macro e micronutrientes e na qualidade da forragem de plantas de gliricídia e de sorgo, submetidas ou não ao estresse hídrico. Os experimentos foram conduzidos em vasos com nove quilos de solo, com os tratamentos dispostos em blocos ao acaso, em esquema fatorial 4x2, com 4 repetições, onde o primeiro fator constou de doses de P (0, 50, 100 e 150 mg dm-³ de P) aplicados ao solo, e o segundo fator, de dois regimes de umidade (com e sem estresse). Verificou-se aumento na matéria seca da parte aérea das plantas de gliricídia não submetidas ao estresse hídrico, não havendo diferenças significativas para o sorgo. Os teores de fibra em detergente neutro e fibra em detergente ácido só foram significativos para gliricídia sem estresse, não ocorrendo diferença significativa para interação proteína bruta e regimes de umidade. O aumento na concentração de P no solo promoveu acréscimos na produção de matéria seca da parte aérea até a dose de 109 mg dm-³ de P para o sorgo, e de 119 mg dm-³ de P para gliricídia. Nas raízes, houve redução no acúmulo de matéria seca com o aumento da dose de P em ambas espécies. Ocorreu aumento no teor de proteína bruta com aumento nas doses de P até 137 mg dm-³ para gliricídia e 121 mg dm-³ para o sorgo. A altura de plantas e o diâmetro do caule apresentaram aumento linear em relação às doses de P. O estresse hídrico aumentou a matéria seca da parte aérea, reduziu os teores de fibra em detergente neutro e fibra em detergente ácido e P proporcionou maior acúmulo de matéria seca da parte aérea , proteína bruta e altura e diâmetro do caule de ambas as espécies. O maior acúmulo de N, P, Ca, S, Mn e Fe para gliricídia foram 2 atingidos com as doses de 137; 146; 150; 116; 134; e 123 mg dm-³ de P e, nas plantas de sorgo, nas doses de 121; 126; 125; 126; 104 e 122 mg dm-³ de P, respectivamente. O acúmulo de zinco na matéria seca da gliricídia e do sorgo decresceu de forma quadrática com aumento das doses de P, com ponto mínimo de 120 mg dm-³ de P para a gliricídia e de 129 mg dm-³ de P para o sorgo. The Gliricidia sepium is a characteristic species of tropical areas, tolerant to the drought, and comes being explored as forage plant by its high nutritious value and also as producing of live stakes. The sorghum is a very important grass for the Brazilian Northeast, for possessing potential forage and, due to its tolerance to the deficit hydric, the interest for its cultivation has been increasing in a significant way. Two experiments were driven in the Forest Nursery of the Centre of Health and Rural Technology of UFCG with the objectives of verifying the effects of the phosphate fertilization in the development, in the accumulation of macro and micronutrients and in the quality of the forage of Gliricidia sepium plants and of sorghum, submitted or not to the hydric stress. The experiments were driven in vases with nine kilos of soil, with the arranged treatments in blocks to the maybe, in scheme factorial 4x2, with 4 reapplications where the first factor consisted of doses of P (0, 50, 100 e 150 mg dm-³ and P) applied to the soil, and the second factor, of two humidity regimes (with and without stress). Verified the increase in the dry matter of the aerial part of the Gliricidia sepium plants not submitted to the hydric stress, not having significant differences for the sorghum. The fibre texts in neutral detergent and fibre in acid detergent were only significant for Gliricidia sepium without stress, not happening significant difference for interaction gross protein and humidity regimes. The increase in the concentration of P in the soil promoted increments in the production of dry matter of the aerial part to the dose of 109 mg dm-³ of P for the sorghum, and of 119 mg dm-³ of P for Gliricidia sepium. In the roosters, there was reduction in the dry matter accumulation with increase of the dose of P in both species. Happened increase in the text of gross protein with increase in the doses of P up to 137 mg dm-³ for Gliricidia sepium and 121 mg dm-³ for the sorghum. The height of plants and the diameter of the stem presented lineal increase in relation to the doses of P. The hydric stress increased the dry matter of the aerial part, reduced the fibre texts in neutral detergent and fibre in acid detergent and P provided larger accumulation of dry matter of the aerial part, gross protein and height and diameter of the stem of both species. The largest accumulation of N, P, Ca, S, Mn and Fe for Gliricidia sepium was reached with the doses of 137; 146; 150; 116; 134; and 123 mg dm-³ of P and, 4 in the sorghum plants, in the doses of 121; 126; 125; 126; 104 and 122 mg dm-³ of P, respectively. The accumulation of zinc in the dry matter of the Gliricidia sepium and of the sorghum decreased in a quadratic way with increase of the doses of P, with minimum point of 120 mg dm-³ of P for the Gliricidia sepium and of 129 mg dm-³ of P for the sorghum

Submitted by Lucienne Costa (lucienneferreira@ufcg.edu.br) on 2018-03-23T20:07:03Z No. of bitstreams: 1 MARCIO JOSÉ VASCONCELOS DA SILVA – TESE (PPGEP) 2017.pdf: 2886790 bytes, checksum: 4e2912ac8b6df6d1df2aeb12d63b2646 (MD5) Made available in DSpace on 2018-03-23T20:07:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MARCIO JOSÉ VASCONCELOS DA SILVA – TESE (PPGEP) 2017.pdf: 2886790 bytes, checksum: 4e2912ac8b6df6d1df2aeb12d63b2646 (MD5) Previous issue date: 2017-12-05 Na busca por fontes de energia renováveis e alternativas que reduzam a emissão de gases nocivos ao meio ambiente, diminuindo assim o uso de combustíveis fósseis em face da conscientização global, os biocombustíveis são uma fonte alternativa de energia, sendo principal destaque o etanol de 1ª e 2ª geração. Objetivou-se neste trabalho avaliar o potencial de diferentes cultivares de sorgo doce (Sorghum bicolor (L.) Moench.) para produção de etanol de 1ª geração a partir da fermentação do caldo dos colmos e etanol de 2ª geração a partir do substrato (bagaço). Para obtenção dos açúcares fermentescíveis a partir do bagaço, utilizou-se pré-tratamento ácido seguido de básico com auxílio de uma matriz de planejamento experimental 2³+3 pontos centrais para avaliar os efeitos das variáveis de entrada, tempo, temperatura e concentrações de ácido e base, verificando a solubilização da hemicelulose e lignina. Para avaliar a hidrólise enzimática verificou-se, por meio da aplicação de uma matriz de planejamento experimental 2²+3 pontos centrais, o efeito da carga enzimática e a razão massa seca de bagaço de sorgo e extrato enzimático. Foram usadas as enzimas comerciais Celluclast 1.5L da Novozyme e betaglicosidase da Prozyn na hidrólise enzimática para obtenção de açúcares fermentescíveis. A pesquisa foi desenvolvida no laboratório de engenharia bioquímica – LEB, na Universidade Federal de Campina Grande – UFCG, no estado da Paráiba e no Instituto Agronômico de Pernambuco – IPA, ambas localizadas na região do nordeste Brasileiro, a colheita das progens foi realizada na Estação Experimental do IPA no município de Vitória de Santo Antão, localizado na Zona da Mata de Pernambuco (lat: 35° 22' W, long: 08° 08' S, altitude: 146 m) no período de março/2013 a setembro/2017. Os resultados referentes aos dados agronômicos apresentaram diferenças significativas para um intervalo de confiança de 95% pelo teste Tukey. Dentre as sete cultivares pesquisadas as que obtiveram maiores teores de sólidos solúveis totais em campo foram entre BRS506, IPA2502, IPA EP17, IPA P222, IPA P134, IPA P228 e IPA SF15 com valores entre 12,3±0,08; 5,1±0,10; 16,8±0,40; 14,8±0,11; 7,1±0,10; 9,2±0,10 e 13,6±0,27 ºBrix, respectivamente. Os resultados referentes a fração sacarina (caldo do sorgo sacarino) foram analisados usando o teste de Tukey para um intervalo de confiança de 95%. Nos dados encontrados para concentração de etanol de 1ª geração, obtidos na fermentação dos caldos das cultivares que se destacaram foram IPA SF15, BRS506, IPA EP17, IPA P222 e IPA P134 com valores entre 55,72 ± 0,24; 45,46 ± 1,5; 44,6 ± 0,18; 33,78 ± 0,57 e 31,78 ± 0,28 g.L-1 respectivamente. As frações (bagaço) para avaliação na produção de etanol de 2ª geração, as cultivares IPA EP17 e BRS506, após pré-tratamento ácido seguido de básico, mostraram-se eficientes em concentrar a celulose, pela solubilização da hemicelulose e lignina, acarretando um aumento da celulose de 31,70 ± 0,49 para 60,42 ± 0,91% na variedade IPA-EP17 e para variedade BRS506 de 40,6 ± 1,1 para 64,52 ± 0,82% respectivamente. Os resultados encontrados no processo de hidrólise enzimática dos bagaços das variedades IPA EP17 para produção de glicose foi de 26,23 g L-1, nas condições de carga enzimática e razão (relação massa seca de bagaço) por volume de meio reacional (25 FPU/g e 2%) no tempo de 36 h de hidrólise e rotação constante de 150 RPM, e para BRS506 a produção de glicose foi de 25,17 g L-1, nas condições de carga enzimática e razão (relação massa seca de bagaço) por volume de meio reacional (25 FPU/g e 2%) no tempo de 36 h de hidrólise. In the search for renewable energy sources and alternatives that reduce the emission of harmful gases to the environment, thus reducing the use of fossil fuels in the face of global awareness, biofuels present as an alternative, the main highlight being ethanol. The objective of this work was to evaluate the potential of different cultivars of sweet sorghum (Sorghum bicolor (L.) Moench.) For the production of ethanol of 1st generation from the fermentation of the broth the 2st generation ethanol from the substrate (bagasse). To obtain the fermentable sugars from the bagasse, acid pretreatment followed by base with the aid of experimental planning 2³ + 3 central points was applied to evaluate the effects of the variables of entry, time, temperature and acid and base concentrations, verifying the solubilization of hemicellulose and lignin. In order to evaluate the enzymatic hydrolysis, the effect of the enzymatic loading and the dry mass ratio of sorghum bagasse and enzyme extract wereverified using experimental planning design 2² + 3 central points. The commercial enzymes Celluclast 1.5L from Novozyme and beta-glucosidase from Prozyn wereused in the enzymatic hydrolysis to obtain fermentable sugars. The research was carried out at the biochemical-engineering laboratory - LEB, at the Federal University of Campina Grande - UFCG, in the state of Paráiba and at the Agronomic Institute of Pernambuco - IPA, both located in the northeast region of Brazil. The progenies were collected at the IPA Experimental Station in the city of Vitória de Santo Antão, located in the Zona da Mata of Pernambuco (lat: 35 ° 22 'W, long: 08 ° 08' S, altitude: 146 m) from March / 2013 to September / 2017. The results concerning agronomic data presented significant differences for a 95% confidence interval by the Tukey test. Among the seven cultivars studied, the highest soluble solids in the field were BRS506, IPA2502, IPA EP17, IPA P222, IPA P134, IPA P228 and IPA SF15 with values between 12,3 ± 0,08; 5,1 ± 0,10; 16,8 ± 0,40; 14,8 ± 0,11; 7,1 ± 0,10; 9,2 ± 0,10 and 13,6 ± 0,27 °Brix, respectively. Results for saccharin fraction (sorghum broth) were analyzed using the Tukey's test for a 95% confidence interval. In the data obtained for the concentration of ethanol of 1st generation, obtained in the fermentation of the broths of the cultivars that stood out were IPA SF15, BRS506, IPA EP17, IPA P222 and IPA P134 with values between 55,72 ± 0,24; 45,46 ± 1,5; 44,6 ± 0,18; 33,78 ± 0,57 and 31,78 ± 0,28 g.L-1 respectively. The fractions (bagasse) for evaluation in the production of second generation ethanol, IPA EP17 and BRS506, after acid pretreatment followed by basic, were efficient in concentrating the cellulose by the solubilization of hemicellulose and lignin, resulting in an increase of cellulose from 31,70 ± 0,49 to 60,42 ± 0,91% in the variety IPA-EP17 and for the BRS506 variety from 40,6 ± 1,1 to 64,52 ± 0,82% respectively. The results obtained in the enzymatic hydrolysis process for the IPA EP17 variety in the glucose production were 26,23 g L-1, for enzyme loading conditions and ratio (bagasse dry mass ratio) per reaction medium volume (25 FPU / and 2%) in the time of 36 hours of hydrolysis and constant rotation of 150 RPM, for BRS506 variety the glucose production was 25,17 g.L-1, for the conditions of enzymatic loading and ratio (bagasse dry mass ratio) by volume of reaction medium (25 FPU / g and 2%) in the time of 36 hours of hydrolysis.

Submitted by Lucienne Costa (lucienneferreira@ufcg.edu.br) on 2018-05-09T22:57:45Z No. of bitstreams: 1 DEIVID SOUSA DE FIGUEIROA – TESE (PPGEQ) 2017.pdf: 3775696 bytes, checksum: fa41c967cc6e968469d644b18254cfe7 (MD5) Made available in DSpace on 2018-05-09T22:57:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DEIVID SOUSA DE FIGUEIROA – TESE (PPGEQ) 2017.pdf: 3775696 bytes, checksum: fa41c967cc6e968469d644b18254cfe7 (MD5) Previous issue date: 2017-02-20 Capes A etapa de pré-tratamentos (físicos, químicos e combinados) aplicados a biomassa vegetal vem sendo considerada determinante no tocante a potencialização do rendimento de produtos químicos de alto valor agregado e de subprodutos que são obtidos a partir do refino de materiais lignocelulósicos. Uma planta promissora para ser utilizada como substrato em biorrefinarias é o sisal, pois possui 90 % de açúcares fermentáveis e 10 % a mais de celulose que a cana-de-açúcar, além do que o Brasil é o maior produtor de sisal do mundo, sendo o seu bagaço obtido durante sua manufatura e descartado no campo, sem aplicações tecnologias desenvolvidas para seu melhor aproveitamento. Dentre os métodos utilizados para pré-tratar biomassas estão os que fazem uso de agentes ácidos, alcalinos e oxidantes. Nesse contexto visando realizar um pré-tratamento efetivo no bagaço do sisal, foram aplicados pré-tratamentos nesta biomassa objetivando a desconstrução da barreira promovida pela recalcitrância inerente aos vegetais. Esses pré-tratamentos tem por finalidade a remoção da lignina, solubilização da hemicelulose e exposição da celulose. Neste trabalho foram avaliados pré-tratamentos ácido (H2SO4) com concentração ácida a 1% temperatura 120ºC por 1h , alcalino (NaOH) com concentração alcalina a 4% temperatura 120ºC por 1h e oxidante (Fenton) com concentrações de FeSO4 e H2O2 4,25 e 5000 mmol, respectivamente por 1h no bagaço do sisal. Para a determinação das condições ótimas para os pré-tratamentos aplicados, a biomassa submetida ao tratamento combinado (ácido-base) foi hidrolisada através de enzimas comerciais Celluclast 1.5L da Novozyme e beta-glicosidase da Proenzyme, obtendo rendimento de 23.561 mg.L-1 de glicose, para o pré-tratamento Fenton realizou-se o processo de hidrólise fazendo uso do tempo ótimo de 36 h obtendo-se a concentração de 4987,28 mg.L-1 de glicose . Para a avaliação dos pré-tratamentos e da hidrólise enzimática realizou-se a aplicação de planejamentos experimentais fatoriais. As biomassas foram caracterizadas através de protocolo físico-químico (Embrapa 236) e de técnicas instrumentais (TG/DTG e DRX) antes e depois da aplicação dos pré-tratamentos, o que evidenciou as mudanças estruturais causadas pelos mesmos. The pre-treatment step (physical, chemical and combined) applied to plant biomass has been considered a determinant in the potentialization of the yield of high value-added chemical products and by-products that are obtained from the refining of lignocellulosic materials. A promising plant to be used as a substrate in biorefineries is sisal, as it has 90% fermentable sugars and 10% more cellulose than sugarcane, in addition to which Brazil is the largest sisal producer in the world, Being its bagasse obtained during its manufacture and discarded in the field, without applications technologies developed for its better use. Among the methods used to pre-treat biomass are those that use acid, alkaline and oxidizing agents. In this context, in order to perform an effective pretreatment in the sisal bagasse, pre-treatments were applied in this biomass aiming at the deconstruction of the barrier promoted by the recalcitrance inherent to the plants. These pre-treatments have the purpose of lignin removal, hemicellulose solubilization and cellulose exposure. In this work, acid (H2SO4) pre-treated with 1% acid concentration at 120ºC for 1h, alkaline (NaOH) with 4% alkaline concentration at 120ºC for 1h and oxidant (Fenton) with FeSO4 and H2O2 concentrations 4,25 And 5000 mmol, respectively for 1 h in the sisal bagasse. To determine the optimum conditions for the pre-treatments applied, the biomass submitted to the combined treatment (acid-base) was hydrolyzed through the commercial enzymes Celluclast 1.5L of Novozyme and beta-glucosidase of Proenzyme, obtaining a yield of 23,561 mg.L-1 of glucose, for the Fenton pretreatment the hydrolysis process was carried out using the optimum time of 36 h obtaining the concentration of 4987.28 mg.L-1 of glucose. For the evaluation of the pre-treatments and the enzymatic hydrolysis, the experimental factorial designs were applied. For the evaluation of the pre-treatments and the enzymatic hydrolysis, the experimental design was applied to the factorial. The biomasses were characterized by physical-chemical protocol (Embrapa 236) and instrumental techniques (TG / DTG and XRD) before and after of the pre-treatments, which evidenced the structural changes caused by them.

Submitted by Emanuel Varela Cardoso (emanuel.varela@ufcg.edu.br) on 2018-06-12T20:55:21Z No. of bitstreams: 1 VALDEFRAN MAIA DINIZ – TESE (PPGEP) 2016.pdf: 1513284 bytes, checksum: 65b7ff42de41578c05d4e5e300bb65c0 (MD5) Made available in DSpace on 2018-06-12T20:55:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 VALDEFRAN MAIA DINIZ – TESE (PPGEP) 2016.pdf: 1513284 bytes, checksum: 65b7ff42de41578c05d4e5e300bb65c0 (MD5) Previous issue date: 2016-08 No semiárido brasileiro as espécies vegetais da Caatinga são utilizadas para diversos fins. Dentre elas, o fruto do juazeiro (Zizyphus joazeiro Mart.), muito utilizado pelas populações locais, mas pouco conhecido cientificamente quanto ao seu potencial alimentício. Por ser um fruto sazonal e a sua produção ser quase totalmente desperdiçada, estudos de métodos tecnológicos de conservação e a caracterização nutricional poderiam contribuir para agregar valor e disponibilizar mais uma fonte alimentar regional. Assim, objetivou-se com esse trabalho o processamento e caracterização do fruto do juazeiro para a obtenção da farinha (casca e polpa) e do óleo (sementes). A caracterização dos frutos in natura consistiu na composição centesimal, valor energético e atividade de água. A farinha foi obtida através de secagem convectiva dos frutos, determinando-se as curvas de secagem nas temperaturas (50, 60 e 70 ºC) e velocidades de ar (1,0, 1,5 e 2,0 m/s). Nas farinhas resultantes da cinética foram determinadas as composições centesimais e naquela que apresentou teor de umidade dentro do determinado pela legislação para farinhas (15%) foram realizadas análises físico-químicas, composição de aminoácidos e minerais. Do óleo extraído das sementes foi determinado o perfil de ácidos graxos e, deste, calculados os índices de qualidade nutricional, (HH, IA e IT). De acordo com as análises dos dados da cinética de secagem, o modelo de Page ajustou satisfatoriamente os dados experimentais, a secagem ocorreu no período de taxa decrescente, verificando-se que a temperatura teve maior influência. A farinha que apresentou menor teor de umidade (12,40%) foi a seca, na temperatura de 70 ºC e velocidades de ar de 2,0 m/s. Os resultados da caracterização da farinha mostraram as potencialidades nutricionais do fruto. O teor de açúcares totais de 41,55% e valor energético de 340,13 Kcal/100 g. O perfil de aminoácidos apresentou todos os aminoácidos essenciais, com destaque para o triptofano acima do padrão de referência estabelecido pela FAO/adultos (18 mg/100 g proteína). Dos minerais destacaram-se o potássio (1118 mg/100 g), cálcio (356 mg/100 g), magnésio (114 mg/100 g) e ferro (3 mg/100 g). No perfil de ácidos graxos do óleo, observou-se maior quantidade de ácidos graxos insaturados (64,51%) em relação aos saturados (34,41%). Os ácidos graxos predominantes no perfil foram o ômega-9 (37,31%), o palmítico (16,80%), o ômega-3(15,63%), esteárico (11,80%) e ômega-6 (10,20%). In the brazilian semi-arid climate the vegetal species from the Caatinga are diversely employed. Among them, the fruit of the juazeiro (Zizyphus joazeiro Mart.), wideley used by local population, but little known scientifically about their alimentary potential. Being a seasonal fruit and its production is almost entirely wasted, studies of technological methods of conservation and nutritional characterization could help to add value and deliver on a regional food supply. Thus, the aim of this work was the processing and characterization of juazeiro fruit to obtain flour (peel and pulp) and oil (seeds). The characterization of raw fruits is the chemical composition, energy and water activity. The flour was obtained by convective drying of fruits, stablishing the drying curves in the temperatures (50, 60 and 70 ºC) and the air speeds (1.0, 1.5 and 2.0 m/s). In the flours resulting from the kinetic it was determined the centesimal composition, and one that has moisture content within the specified by law for flour (15%), physicochemical analysis were performed, such as aminoacid and mineral composition ones. The oil extracted from the seeds, it was stablished the fatty acids profile and its calculated the indexes of nutritional quality, (HH, IA e IT). According to the kinetic drying data analysis, the Page model satisfactorily fitted the experimental data, the drying occurred in the falling rate period, finding that the temperature had the greatest influence. The flour that has a lower moisture content (12,40%) was dried at a temperature of 70 ºC and 2,0 m/s air speed. The results of the characterization of the flour showed the nutritional potential of the fruit. The total sugar content of 41.55% and energy value of 340.13 Kcal / 100 g. The amino acid profile presented all the essential amino acids, especially the tryptophan, above the reference standard stablished by FAO/adults (18 mg/100 g protein). The minerals potassium is highlighted (1118 mg / 100g), calcium (356 mg / 100 g), magnesium (114 mg / 100 g) and iron (3 mg / 100 g). In profile oil fatty acids, it was observed a bigger amount of unsaturated fatty acids (64,51%) compared to the saturated ones (34,41%). The prevailing fatty acid in the profile was the monounsaturated omega-9 (37,31%), the palmitic (16,80%), the omega-3 (15,63%), stearic (11,80%) and omega-6 (10,20%).

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-03-08T20:41:14Z No. of bitstreams: 1 CLEBSON SIDNEY SABINO LIMA - DISSERTAÇÃO PPGEQ 2015..pdf: 1910216 bytes, checksum: 6e8e7c0ddc5ab288505e6465aa54f384 (MD5) Made available in DSpace on 2018-03-08T20:41:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CLEBSON SIDNEY SABINO LIMA - DISSERTAÇÃO PPGEQ 2015..pdf: 1910216 bytes, checksum: 6e8e7c0ddc5ab288505e6465aa54f384 (MD5) Previous issue date: 2015-10-10 Capes O nordeste brasileiro é composto por uma rica diversidade biológica, grande parte do seu patrimônio biológico não pode ser encontrada em nenhum outro lugar do planeta, são inúmeras espécies de plantas adaptadas a condições de estresse hídrico inerente ao semiárido. Dentre estas plantas encontra-se a Macambira (Bromélia laciniosa) espécie que é utilizada como ração animal em períodos de seca, possui em sua composição celulose (28,03%), hemicelulose (37,24%) e lignina (5,42%). A hemicelulose pode ser convertida em xilose por hidrólise acida e posteriormente em xilitol por fermentação utilizando levedura Candida guilliermondii. Com a finalidade de avaliar a produção de xilitol utilizando folhas de macambira, realizou-se um acompanhamento cinético da hidrólise das folhas de macambira em 3 condições, variando a concentração de ácido em; 1, 3 e 5% (v/v) com temperaturas de 100, 120 e 140°C. A condição de maior extração de xilose foi com concentração de 3% e temperatura de 120°C onde por análises da composição química foi possível constatar que ocorreu um aumento na porcentagem de celulose e lignina de 28,03% para 44,48% e 5,42% para 23,13% respectivamente, confirmando que a celulose e a lignina ficaram mais expostas e que a hemicelulose foi hidrolisada pelo ácido, fato que foi comprovado pelas análises morfológicas e térmicas. Com a finalidade de avaliar o processo de fermentação do licor hidrolisado obtido nas melhores condições, foi realizada a fermentação utilizando a Candida guilliermondii CCT1516, onde a concentração de xilose ao início da fermentação era de 13,8 g/L e após 60 horas de fermentação este valor cai para zero, a concentração de xilitol produzida ao final da fermentação foi 5,4 g/L com eficiência de conversão de xilose em xilitol igual a 42,8% e produtividade volumétrica igual a 0,09 g/Lh. O fato da conversão de xilose em xilitol não ter sido eficiente pode ser devido à presença do ácido acético no hidrolisado, pois o mesmo pode inibir o crescimento celular e consequentemente a formação do xilitol. Os parâmetros cinéticos avaliados ainda são baixos e o procedimento de fermentação ainda necessita ser otimizado para obtenção de melhores rendimentos e produtividade. The Brazilian northeast is composed of an abundant biological diversity, much of its biological patrimony can not be found anywhere else on the planet. There are countless species of plants adapted to conditions of water stress inherent in the semiarid region. Among these plants, the macambira (Bromelia laciniosa) is a species that is used as animal feed in times of drought; it has cellulose (28.03%), hemicellulose (37.24%) and lignin (5.42%) in its composition. Hemicellulose can be converted into xylose by acid hydrolysis and subsequently to xylitol by fermentation using the yeast Candida guilliermondii. In order to evaluate the production of xylitol using macambira sheets, it was performed a kinetic monitoring of the hydrolysis of macambira sheets by varying the acid concentration 1, 3 and 5% (v / v) and temperatures of 100, 120 and 140 °C. The condition of higher xylose extraction was with a concentration of 3% and a temperature of 120 ° C. For analysis of chemical composition, it was found that there was an increase in the percentage of cellulose and lignin from 28.03% to 44.48% and 5.42% to 23.13%, respectively, confirming that the cellulose and lignin were more exposed and hemicellulose was hydrolyzed by acid. This fact was confirmed by morphological and thermal analysis. In order to evaluate the fermentation of the hydrolyzate liquor obtained in optimum conditions, the fermentation was conducted using Candida guilliermondii CCT1516 and the concentration of xylose approximately 13.8 g / L at the beginning of the fermentation. After 60 hours of fermentation this value fell to zero, the concentration of xylitol produced at the end of fermentation was 5.4 g / L with an efficiency of xylose to xylitol conversion equal to 42.8%, and volumetric productivity of 0.09 g/Lh. The fact of xylitol to xylose conversion had not been efficient may be due to the presence of acetic acid in the hydrolyzate since it can inhibit cell growth and consequently the formation of xylitol. The kinetic parameters evaluated are still low and the fermentation procedure still needs to be optimized to obtain better yields and productivity.

Submitted by Emanuel Varela Cardoso (emanuel.varela@ufcg.edu.br) on 2018-06-04T20:46:40Z No. of bitstreams: 1 DANIEL BARACUY DA CUNHA CAMPOS – TESE (PPGEP) 2015.pdf: 3497658 bytes, checksum: 6dcb8085c55f4c0f3aee4733980bdacd (MD5) Made available in DSpace on 2018-06-04T20:46:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DANIEL BARACUY DA CUNHA CAMPOS – TESE (PPGEP) 2015.pdf: 3497658 bytes, checksum: 6dcb8085c55f4c0f3aee4733980bdacd (MD5) Previous issue date: 2015-08-27 Capes Os resíduos lignocelulósicos são os mais abundantes no mundo e há atualmente uma preocupação mundial em aproveitá-los como matéria-prima na produção de bioetanol, sendo isso possível devido a esses resíduos serem materiais ricos em celulose. A celulose é um polímero de cadeia longa composta de um só monômero a glicose, unidos por uma ligação glicosídica β-1-4. A glicose pode ser transformada em álcool etílico via fermentação, podendo a mesma ser obtida da celulose via hidrólise enzimática ou via hidrólise ácida. O objetivo deste trabalho foi avaliar o potencial da utilização do sorgo sacarino (Sorghum bicolor L. Moench) através da hidrólise enzimática, para produção de açúcares fermentescíveis. O sorgo sacarino foi caracterizado fisico-quimicamente in natura e após as etapas de pré-tratamento através de métodos convencionais e por meio das técnicas DRX, MEV, TG, DSC, também foram realizadas análises granulométricas, ensaios de resistência a flexão e quantificação de açúcares pelo método CLAE. Foram realizadas etapas de pré-tratamento básico e ácido, cujas foram conduzidas em um reator pressurizado, assim como realizado a hidrólise enzimática, em ambos os processos foi utilizado como ferramenta um planejamento experimental 23, no qual foi avaliado o tempo, temperatura e concentração de NaOH e H2SO4 nas etapas de prétratamento, e o efeito da carga enzimática (FPU.g-1), da relação massa de sorgo/volume extrato (g.mL-1) e a rotação do shaker, para etapa de hidrólise. Foram utilizadas na hidrólise enzimática as enzimas comercias Celluclast 1.5L da Novozyme e a betaglicosidase da Proenzyme, 3,00g de substrato, temperatura de 55 °C e pH 4,8. As etapas de pré-tratamento concentraram a alfa-celulose, a qual passou de 32,75% no sorgo in natura para 66,15% no sorgo pré-tratado básico e 54,99% no sorgo pré-tratado básico seguido de pré-tratamento ácido. As análises por DRX comprovaram mudanças na cristalinidade do material e as análises por MEV mostraram modificações na morfologia do bagaço. Por meio das análises de TG/DTG e DSC foi comprovado a degradação da hemicelulose e lignina, quando se utilizou os pré-tratamentos. Através do ensaio de resistência a flexão verificou-se mudanças nas propriedades mecânicas do sorgo in natura, para sorgo após etapas de pré-tratamento. A hidrólise enzimática foi realizada no sorgo sacarino in natura e pré-tratado com NaOH, obteve-se uma concentração de glicose de 16713,7 mg.L-1 para o sorgo sacarino in natura e de 31639,3 mg.L-1 para o bagaço pré-tratado com NaOH, ambos no tempo de hidrólise de 48 horas. The lignocellulosic residues are the most abundant in the world and currently there is a worldwide concern in reuses them as raw material in the production of bioethanol, its being possible due to these waste materials are rich in cellulose. Cellulose is a long chain polymer composed of one monomer glucose, linked by a glycosidic bond β-1-4. Glucose can be converted into ethyl alcohol via fermentation, and this can be achieved by enzymatic hydrolysis of cellulose and via acid hydrolysis. The main goal of this work was to evaluate the potential use of sweet sorghum (Sorghum bicolor L. Moench) by enzymatic hydrolysis to produce fermentable sugars. The sorghum was characterized physico-chemically in nature and after completes the pretreatment steps by conventional methods and through techniques of DRX, MEV, TG, DSC, It was also held grain size analysis strength flexion assay and sugars quantification by CLAE method. The basic pretreatment steps ware performed and acid, which were conducted in a pressurized reactor, as carried out enzymatic hydrolysis in both cases it was used as an experimental planning tool, design 23, in which was evaluated time, temperature and NaOH and H2SO4 concentration, in the stages of pretreatment, and the effect of the enzyme load (FPU.g-1), the mass of sorghum / volume ratio extract (g.mL-1) and the rotation shaker for hydrolysis step. They were used in the enzymatic hydrolysis of commercial enzymes Celluclast 1.5L and Novozyme beta-glucosidase proenzyme, 3,00g substrate temperature of 55 °C and pH 4.8, The pretreatment steps concentrate alpha-cellulose, which increased from 32.75% to sorghum in nature to 66.15% in the basic pre-treated sorghum and 54.99% in the basic pretreated sorghum followed by pretreatment acid. The DRX analyzes confirmed changes in crystallinity and MEV analysis showed changes in the residue morphology. Through TG/DTG and DSC analysis was confirmed the hemicellulose and lignin degradation, when using pretreatments. Through the flexural strength assay was found that are changes in the mechanical properties of the in nature sorghum after pretreatment steps. Enzymatic hydrolysis was conducted on sweet sorghum in natura and pretreated with NaOH, obtained a glucose concentration of 16713.7 mg l-1 for sweet sorghum in nature and 31639.3 mg L-1 for the pre-treated pulp with NaOH, both in the hydrolysis time was 48 hours.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-03-21T17:37:53Z No. of bitstreams: 1 CLOTILDES ALVINO LEITE - DISSERTAÇÃOPPGEQ 2015..pdf: 1530644 bytes, checksum: 4f0be9aad8cd441b5b8a8799de442296 (MD5) Made available in DSpace on 2018-03-21T17:37:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CLOTILDES ALVINO LEITE - DISSERTAÇÃOPPGEQ 2015..pdf: 1530644 bytes, checksum: 4f0be9aad8cd441b5b8a8799de442296 (MD5) Previous issue date: 2015-02-03 Capes Apesar da ampla utilização das celulases, o seu elevado custo tem tornado alguns processos onerosos. Estudos vêm sendo desenvolvidos com objetivo de produzir essa enzima através de um processo de fermentação em estado sólido a partir de resíduos agroindustriais lignocelulósicos, diminuindo assim os custos de produção da enzima, e agregando valor ao resíduo. O objetivo deste trabalho foi avaliar a produção enzimática de celulases pelo fungo filamentoso Trichoderma reesei LCB 48 por fermentação em estado sólido utilizando a fibra de sisal como substrato. Foi realizada a caracterização da fibra de sisal visando conhecer sua composição física, físico-química e química. A caracterização mostrou que este substrato tem potencial para ser utilizado na fermentação para produção de enzimas celulolíticas, principalmente por ter apresentado um percentual de alfacelulose satisfatório (58,40%), que é indutor dessas enzimas e pH ácido ideal para a produção de enzimas em fermentação em estado sólido com fungos (4,35). Foi realizada a fermentação utilizando o microrganismo Trichoderma reesei LCB 48 com uma concentração de 107 esporos/g, a uma temperatura de 28 ºC, em substrato com 70, 80 e 90% de umidade e suplementação com os meios básico indutores da atividade enzimática de Mandels e Weber. Amostras foram coletas ao longo do processo para análises de pH, umidade, açúcares redutores e atividade enzimática, expressa em carboximetilcelulase, até um tempo de 474 horas. A maior atividade enzimática obtida para a fibra de sisal foi de 1,21 U/g em 450 horas de fermentação, em substrato com 70% de teor de água, sendo um fator positivo devido a redução do uso de água no processo fermentativo. Despite the wide use of cellulases, the high cost has made some expensive processes, studies have been developed in order to produce this enzyme through a process of solid state fermentation from lignocellulosic agroindustrial residues, thereby reducing the production costs of enzyme, and adding value to waste. The objective of this study was to evaluate the enzymatic production of cellulases by the filamentous fungus Trichoderma reesei LCB 48 by solid state fermentation using sisal fiber as substrate. The characterization of sisal fiber was performed to meet their physical composition, physico-chemical and chemical. The characterization demonstrated that this substrate has the potential to be used in the fermentation for production of cellulolytic enzymes, especially for introducing a satisfactory alfacelulose percentage (58.40%), which is inducer of these enzymes and acid pH optimum for the production of enzymes in solid state fermentation with fungi (4.35). Fermentation was performed using the microorganism Trichoderma reesei LCB 48 with a concentration of 107 spores/g, at a temperature of 28 °C, substrate at 70, 80 and 90% humidity and supplementation with the basic means of inducing enzyme activity of Mandels and Weber. Samples were collected during the process to pH, moisture, reducing sugars and enzymatic activity, expressed as carboxymethylcellulase, until a time of 474 hours. The higher enzyme activity obtained for sisal fiber was 1.21 U/g in 450 hours of fermentation, in a substrate with 70% water content, a positive factor due to reduction of water use in the fermentation process.