PPGBIO - Mestrado em Biocombustíveis (Dissertações)
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Item Potencial energético da madeira e pellets de Eucalyptus cloeziana F. Muell(UFVJM, 2019) Ladeira, Lucas Abrantes; Reis, Arlete Barbosa dos; Couto, Luiz Carlos; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Reis, Arlete Barbosa dos; Couto, Luiz Carlos; Cordeiro, Sidney Araujo; Arrudas, Sônia RibeiroA biomassa florestal pode ser utilizada para fins energéticos, entretanto ainda é pouco aplicada para a produção de energia no país. A utilização da biomassa lenhosa para fins de geração de calor e/ou cogeração (energia elétrica), praticamente ainda não se consolidou como uma fonte alternativa de energia o que a propósito, pode ser constatado na Matriz Energética Brasileira, onde os produtos derivados da indústria sucro-alcooleira, contribuem com um percentual cerca de duas vezes ao da biomassa florestal. Dentre os fatores destacados aos eucaliptos brasileiros entre as matérias-primas, pode-se relacionar a alta produtividade das florestas adaptadas ao clima tropical ou subtropical presentes em grande parte do território, o que permite um crescimento contínuo proporcionando o rápido acúmulo de biomassa. O Objetivo dessa dissertação é apontar algumas das utilizações da biomassa lenhosa, para fins energéticos, na forma de pellets da de Eucalyptus cloeziana. Essa espécie, é muito utilizada para a produção do bioredutor para fins siderúrgicos e tem sido muito utilizada nos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, para esses propósitos. Para dar o suporte a esse estudo, serão consideradas algumas de suas características silviculturais, físicas, químicas, energéticas e estruturais mais relevantes, as quais darão suporte para os estudos de caso concernentes à equivalência energética com outros tipos de combustíveis utilizados para a produção e/ou cogeração de energia (energia elétrica).Item Inventário do ciclo de vida da produção de biodiesel utilizando macaúba como fonte de matéria-prima(UFVJM, 2021) Rodrigues, Artur Saturnino; Santos, Alexandre Soares dos; Veloso, Ronnie Von dos Santos; Evaristo, Anderson Barbosa; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Santos, Alexandre Soares dos; Santos, Sandro Luiz Barbosa dos; Silva, Ricardo Siqueira da; Lopes, Emerson DelanoA macaúba (Acrocomia aculeata (Jacq.) Lodd.) é uma das espécies mais promissoras para inserção na cadeia de produção de óleos vegetais para biocombustíveis em diversos biomas do território brasileiro. No entanto, a viabilidade de uso desta espécie na cadeia de produção de biocombustíveis não depende somente de suas características produtivas, mas também da eficiência ambiental e energética de sua produção. O aumento da oferta de matéria-prima proveniente da macaúba depende, principalmente, da expansão de áreas plantadas com a espécie, representando um risco adicional a diversas categorias de impactos ambientais. Desta forma, esta dissertação tem como objetivo realizar um Inventário do Ciclo de Vida (ICV) da produção de biodiesel utilizando o óleo da macaúba como fonte de matéria-prima. Foi avaliado, um sistema de agricultura convencional. O sistema para este estudo foi definido como o conjunto de operações necessárias para produção de Biodiesel. O Inventário foi realizado utilizando como referência a norma ISO 14040, o Sistema Internacional de Referência de Dados de Ciclo de Vida de Produtos e Processos e artigos científicos relacionados a trabalhos de ICV e também o programa OpenLCA® com a base de dados do EcoInvent 3.7®. Os resultados deste trabalho apresentaram que um litro de Biodiesel de Macaúba equivale a 12,198 MJ/L ou ainda 13,752 MJ/Kg e um balaço energético positivo de 25,24 MJ/Kg. Já nos cenários GTP 20a e GTP 100a uma equivalência de 3,810 kg CO2 – Eq e 2,381 kg CO2-Eq por litro de Biodiesel produzido, com uma produção média anual de 6.599,30 litros de biodiesel. Este trabalho constitui uma importante fonte de dados para estudos de Avaliação do Impacto Ciclo de Vida (AICV) de sistemas de produção de biodiesel a partir de oleaginosas.Item Inventário do ciclo de vida da produção de bioquerosene de aviação utilizando macaúba como fonte de matéria-prima(UFVJM, 2021) Azevedo, Wellington José de; Santos, Alexandre Soares dos; Veloso, Ronnie Von dos Santos; Evaristo, Anderson Barbosa; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Santos, Alexandre Soares dos; Costa, Alexandre Sylvio Vieira da; Silva, Ricardo Siqueira da; Tinoco, Ricardo SallesA região dos vales do Jequitinhonha e Mucuri, possui condições adequadas para o desenvolvimento de uma das espécies mais promissoras para a produção de óleos vegetais, que é a macaúba (Acrocomia aculeata (Jacq.) Lodd. ex Mart). O óleo extraído dessa oleaginosa é utilizado para inúmeros fins, dentre eles para a produção de biocombustíveis, através da reação de transesterificação de triacilgliceróis contidos nos óleos vegetais. Apesar da espécie apresentar características bastante favoráveis à cadeia de produção de biocombustíveis, faz-se necessário promover melhorias na sua eficiência energética e ambiental, desde o plantio até o processamento. De acordo com a International Organization for Standardization ISO 14040, (2001) um Inventário de Ciclo de Vida acompanha o ciclo de vida de todos os materiais envolvidos na cadeia de produção de um produto. É necessário determinar e quantificar toda a matéria prima e energia envolvida no processo de fabricação de um produto. O presente estudo, tem como objetivo a realização de um Inventário de Ciclo de Vida (ICV) da produção de bioquerosene de aviação utilizando a macaúba como fonte de matéria-prima contribuindo de forma significativa na avaliação dos impactos ambientais e energéticos gerados pela produção do bioquerosene de aviação e servindo como fonte de dados para estudos de Avaliação de Impacto do Ciclo de Vida (AICV) do óleo da macaúba. As diretrizes de trabalho avaliaram as fases agrícola e de processamento para conversão do óleo em bioquerosene para aviação em um horizonte de tempo de 20 anos. Os dados da fase agrícola foram obtidos da Acrotech/ Soleá localizada em João Pinheiro – MG, os dados da fase de extração do óleo foram cedidos por uma usina experimental localizada na cidade de Dores do Indaiá e as demais informações foram obtidas da literatura. A construção do inventário do Ciclo de Vida foi realizada de acordo com as normas da ISO 14040. O valor estimado do óleo do mesocarpo foi de 68,29 toneladas.ha-1, sendo possível produzir 39,33 toneladas.ha-1 de bioquerosene para aviação. Os insumos com maiores contribuições nas emissões de CO2-eq e demanda de energia na cadeia de produção do bioquerosene para aviação foram a ureia e o metanol.Item Isolamento de micro-organismos celulolíticos em áreas de floresta de eucaliptos da região de Itamarandiba – MG(UFVJM, 2018) Cruz, Gizelly Gomes da; Laia, Marcelo Luiz de; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Laia, Marcelo Luiz de; Guimarães, Amanda Gonçalves; Santos, José Barbosa dosA introdução de biomassa na cadeia produtiva de biocombustíveis como fonte renovável, vem aumentando gradativamente, para reduzir os impactos ambientais e a dependência do carvão mineral e do petróleo. No entanto, para garantir a viabilidade econômica do processo de conversão de biomassa em combustível, é fundamental reduzir o custo da etapa de hidrólise da biomassa. O uso de micro-organismos para a hidrólise e para a conversão de celulose em etanol tem chamado a atenção de empresas que atuam no desenvolvimento de enzimas, em especial o complexo celulase. Diante disso, o presente trabalho teve como objetivo selecionar micro-organismos potenciais produtores de celulases. Para isso, amostras de solos e serapilheira sob floresta de eucalipto em diferentes idades de plantio foram coletadas e submetidas ao isolamento de micro-organismos em meio de cultura seletivo. Escolheu-se solos em áreas de cultivo de eucalipto devido o objetivo ser selecionar micro-organismos que atuem, especificamente, em madeira de eucalipto. Foram isolados 870 micro-organismos para análises com o método de descoloração de vermelho congo. 336 fungos filamentosos, 8 bactérias e 3 leveduras foram selecionados com capacidade de sintetizar enzimas celulolíticas. Destes, 163 foram avaliados como bons produtores de celulases, devido apresentarem índices enzimáticos superior a 2,5. Destaca-se que os isolados 25–50, 1–74 e 1–75 apresentaram elevados índices enzimáticos: 24,0; 22,0 e 20,0, respectivamente. A partir desses dados, esses isolados podem ser estudados molecularmente e o gene envolvido na produção dessa enzima ser caracterizado e clonado. Os resultados obtidos no presente trabalho mostram a importância da prospecção de novas linhagens de micro-organismos produtores de celulases. De maneira geral, pode-se concluir que é possível a utilização de técnicas de screening para selecionar linhagens de um extenso banco de isolados. A metodologia de isolamento e cultivo proporcionou a obtenção de 348 isolados celulolíticos, sendo possível selecionar vários deles pelas altas produções enzimáticas observadas durante as análises.Item Aproveitamento do glicerol em células fotoeletroquímicas para produção de H2 e eletricidade com fotoanodos à base de BiVO4, WO3 E V2O5(UFVJM, 2018) Andrade, Tatiana Santos; Pereira, Márcio César; Rodriguez, Mariandry; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Pereira, Márcio César; Rodrigues, Jairo Lisboa; Oliveira, Luiz Carlos Alves deCom a crescente relevância da produção do biodiesel no cenário atual, intensifica-se também a geração de glicerol bruto. O glicerol é formado em abundância nessa cadeia produtiva, representando 10% em peso do produto final. Dessa forma, a fim de permitir maior competitividade para a indústria do biodiesel, faz-se imprescindível a investigação por alternativas que visem o aproveitamento desse subproduto. Entre as possíveis transformações promissoras para o glicerol bruto, encontra-se o emprego de células fotoeletroquímicas. Nessas células, soluções aquosas de glicerol são convertidas em hidrogênio gasoso quando energia luminosa suficiente é incidida sobre o fotocatalisador. Apesar do grande potencial das células fotoeletroquímicas para o aproveitamento do glicerol, o desafio prevalecente é sintetizar um fotocatalisador que gere uma alta corrente fotovoltaica nas condições envolvidas, e tenha uma alta estabilidade e capacidade de absorção da luz vísivel. Neste trabalho, sintetizou-se fotocatalisadores à base de BiVO4, WO3 e V2O5 por método drop coating, a fim de avaliar seu potencial emprego em células fotoeletroquímicas em soluções de glicerol. As propriedades fotoeletroquímicas dos materiais foram investigadas por voltametria cíclica, impedância eletroquímica, Mott-Schottky, cronoamperometria e cronopotenciometria em soluções de Na2SO4 e Na2SO3. Além disso, caracterizou-se os materiais por reflectância difusa (DRS), Difração de Raios-X (DRX) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados mostram que as heterojunções sintetizadas são fotocatalisadores eficientes para clivagem da água. Particularmente, a heterojunção de BiVO4/WO3/V2O5 se destaca pela geração de alta corrente fotovoltaica e boas propriedades fotoeletroquímicas, mostrando que a junção dos três materiais foi realizada com êxito. Testes em soluções de glicerina geraram resultados ainda melhores, enaltecendo o desempenho dessa heterojunção em células fotoeletroquímicas para aproveitamento de glicerol.Item Avaliação do potencial de leveduras selvagens para a fermentação alcoólica de D-xilose(UFVJM, 2017) Barbosa, Gabriela Maria Pereira; Pantoja, Lílian de Araújo; Santos, Alexandre Soares dos; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Pantoja, Lílian de Araújo; Ramos, Cintia Lacerda; Miguel, Maria Gabriela da Cruz Pedrozo; Veloso, Ronnie Von dos SantosAs pentoses oriundas da hidrólise da fração hemicelulósica de biomassas vegetais podem ser fermentadas a etanol. Entretanto, são poucas as espécies conhecidas de micro-organismos capazes de converter pentoses a etanol e, mesmo essas, mostram-se ineficientes e susceptíveis à presença de inibidores produzidos durante o pré-tratamento das biomassas lignocelulósicas. Neste contexto, o presente trabalho teve por objetivo identificar e avaliar seis linhagens de leveduras isoladas a partir de biomassas vegetais quanto a capacidade de realizar a fermentação alcoólica da D-xilose utilizando diferentes formulações de meios sintéticos. As linhagens foram submetidas a identificação morfológica e molecular. Os processos fermentativos foram conduzidos em batelada simples em frascos cônicos sob agitação a 150 rpm e temperatura de 30°C por até 145 horas. Os bioprocessos foram monitorados a intervalos regulares de tempo quanto à concentração de açúcares redutores, glicose, etanol e biomassa celular. Ao final do processo, foram determinados os valores das variáveis de resposta rendimento (YP/S), produtividade (QP) e taxa de consumo de açúcares (qS). Todas as linhagens avaliadas foram capazes de produzir álcool em meio sintético contendo somente xilose como carboidrato. Os maiores valores de produção e rendimento alcóolico foram obtidos em meios que continham além da xilose, a glicose. O maior valor de YP/S observado foi de 0,38, em condições experimentais com produção de 3,33 g L-1 de etanol. A composição de microelementos e fontes de nitrogênio afetou a fermentação alcóolica.