Dissertations / Theses on the topic 'Sugarcane bagasse'
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Hugo, Thomas Johannes. "Pyrolysis of sugarcane bagasse." Thesis, Stellenbosch : University of Stellenbosch, 2010. http://hdl.handle.net/10019.1/5238.
Full textENGLISH ABSTRACT: The world’s depleting fossil fuels and increasing greenhouse gas emissions have given rise to much research into renewable and cleaner energy. Biomass is unique in providing the only renewable source of fixed carbon. Agricultural residues such as Sugarcane Bagasse (SB) are feedstocks for ‘second generation fuels’ which means they do not compete with production of food crops. In South Africa approximately 6 million tons of raw SB is produced annually, most of which is combusted onsite for steam generation. In light of the current interest in bio-fuels and the poor utilization of SB as energy product in the sugar industry, alternative energy recovery processes should be investigated. This study looks into the thermochemical upgrading of SB by means of pyrolysis. Biomass pyrolysis is defined as the thermo-chemical decomposition of organic materials in the absence of oxygen or other reactants. Slow Pyrolysis (SP), Vacuum Pyrolysis (VP), and Fast Pyrolysis (FP) are studied in this thesis. Varying amounts of char and bio-oil are produced by the different processes, which both provide advantages to the sugar industry. Char can be combusted or gasified as an energy-dense fuel, used as bio-char fertilizer, or upgraded to activated carbon. High quality bio-oil can be combusted or gasified as a liquid energy-dense fuel, can be used as a chemical feedstock, and shows potential for upgrading to transport fuel quality. FP is the most modern of the pyrolysis technologies and is focused on oil production. In order to investigate this process a 1 kg/h FP unit was designed, constructed and commissioned. The new unit was tested and compared to two different FP processes at Forschungszentrum Karlsruhe (FZK) in Germany. As a means of investigating the devolatilization behaviour of SB a Thermogravimetric Analysis (TGA) study was conducted. To investigate the quality of products that can be obtained an experimental study was done on SP, VP, and FP. Three distinct mass loss stages were identified from TGA. The first stage, 25 to 110°C, is due to evaporation of moisture. Pyrolitic devolatilization was shown to start at 230°C. The final stage occurs at temperatures above 370°C and is associated with the cracking of heavier bonds and char formation. The optimal decomposition temperatures for hemicellulose and cellulose were identified as 290°C and 345°C, respectively. Lignin was found to decompose over the entire temperature range without a distinct peak. These results were confirmed by a previous study on TGA of bagasse. SP and VP of bagasse were studied in the same reactor to allow for accurate comparison. Both these processes were conducted at low heating rates (20°C/min) and were therefore focused on char production. Slow pyrolysis produced the highest char yield, and char calorific value. Vacuum pyrolysis produced the highest BET surface area chars (>300 m2/g) and bio-oil that contained significantly less water compared to SP bio-oil. The short vapour residence time in the VP process improved the quality of liquids. The mechanism for pore formation is improved at low pressure, thereby producing higher surface area chars. A trade-off exists between the yield of char and the quality thereof. FP at Stellenbosch University produced liquid yields up to 65 ± 3 wt% at the established optimal temperature of 500°C. The properties of the bio-oil from the newly designed unit compared well to bio-oil from the units at FZK. The char properties showed some variation for the different FP processes. At the optimal FP conditions 20 wt% extra bio-oil is produced compared to SP and VP. The FP bio-oil contained 20 wt% water and the calorific value was estimated at 18 ± 1 MJ/kg. The energy per volume of FP bio-oil was estimated to be at least 11 times more than dry SB. FP was found to be the most effective process for producing a single product with over 60% of the original biomass energy. The optimal productions of either high quality bio-oil or high surface area char were found to be application dependent.
AFRIKAANSE OPSOMMING: As gevolg van die uitputting van fossielbrandstofreserwes, en die toenemende vrystelling van kweekhuisgasse word daar tans wêreldwyd baie navorsing op hernubare en skoner energie gedoen. Biomassa is uniek as die enigste bron van hernubare vaste koolstof. Landbouafval soos Suikerriet Bagasse (SB) is grondstowwe vir ‘tweede generasie bio-brandstowwe’ wat nie die mark van voedselgewasse direk affekteer nie. In Suid Afrika word jaarliks ongeveer 6 miljoen ton SB geproduseer, waarvan die meeste by die suikermeulens verbrand word om stoom te genereer. Weens die huidige belangstelling in bio-brandstowwe en ondoeltreffende benutting van SB as energieproduk in die suikerindustrie moet alternatiewe energie-onginningsprosesse ondersoek word. Hierdie studie is op die termo-chemiese verwerking van SB deur middel van pirolise gefokus. Biomassa pirolise word gedefinieer as die termo-chemiese afbreking van organiese bio-materiaal in die afwesigheid van suurstof en ander reagense. Stadige Pirolise (SP), Vakuum Pirolise (VP), en Vinnige Pirolise word in hierdie tesis ondersoek. Die drie prosesse produseer veskillende hoeveelhede houtskool en bio-olie wat albei voordele bied vir die suikerindustrie. Houtskool kan as ‘n vaste energie-digte brandstof verbrand of vergas word, as bio-houtskoolkompos gebruik word, of kan verder tot geaktiveerde koolstof geprosesseer word. Hoë kwaliteit bio-olie kan verbrand of vergas word, kan as bron vir chemikalië gebruik word, en toon potensiaal om in die toekoms opgegradeer te kan word tot vervoerbrandstof kwaliteit. Vinnige pirolise is die mees moderne pirolise tegnologie en is op bio-olie produksie gefokus. Om die laasgenoemde proses te toets is ‘n 1 kg/h vinnige pirolise eenheid ontwerp, opgerig en in werking gestel. Die nuwe pirolise eenheid is getoets en vegelyk met twee verskillende vinnige pirolise eenhede by Forschungszentrum Karlsruhe (FZK) in Duitsland. Termo-Gravimetriese Analise (TGA) is gedoen om die ontvlugtigingskenmerke van SB te bestudeer. Eksperimentele werk is verrig om die kwaliteit van produkte van SP, VP, vinnige pirolise te vergelyk. Drie duidelike massaverlies fases van TGA is geïdentifiseer. Die eerste fase (25 – 110°C) is as gevolg van die verdamping van vog. Pirolitiese ontvlugtiging het begin by 230°C. Die finale fase (> 370°C) is met die kraking van swaar verbindings en die vorming van houtskool geassosieer. Die optimale afbrekingstemperatuur vir hemisellulose en sellulose is as 290°C en 345°C, respektiewelik, geïdentifiseer. Daar is gevind dat lignien stadig oor die twede en derde fases afgebreek word sonder ‘n duidelike optimale afbrekingstemperatuur. Die resultate is deur vorige navorsing op TGA van SB bevestig. SP en VP van bagasse is in dieselfde reaktor bestudeer, om ‘n akkurate vergelyking moontlik te maak. Beide prosesse was by lae verhittingstempo’s (20°C/min) ondersoek, wat gevolglik op houtskoolformasie gefokus is. SP het die hoogste houtskoolopbrengs, met die hoogste verbrandingsenergie, geproduseer. VP het hootskool met die hoogste BET oppervlakarea geproduseer, en die bio-olie was weens ‘n dramatiese afname in waterinhoud van beter gehalte. Die meganisme vir die vorming van ‘n poreuse struktuur word deur lae atmosferiese druk verbeter. Daar bestaan ‘n inverse verband tussen die kwantiteit en kwaliteit van die houtskool. Vinnige pirolise by die Universiteit van Stellenbosch het ‘n bio-olie opbrengs van 65 ± 3 massa% by ‘n vooraf vasgestelde optimale temperatuur van 500°C geproduseer. Die eienskappe van bio-olie wat deur die nuwe vinnige pirolise eenheid geproduseer is het goed ooreengestem met die bio-olie afkomstig van FZK se pirolise eenhede. Die houtskool eienskappe van die drie pirolise eenhede het enkele verskille getoon. By optimale toestande vir vinnige pirolise word daar 20 massa% meer bio-olie as by SP en VP geproduseer. Vinnige pirolise bio-olie het ‘n waterinhoud van 20 massa% en ‘n verbrandingswarmte van 18 ± 1 MJ/kg. Daar is gevind dat ten opsigte van droë SB die energie per enheidsvolume van bio-olie ongeveer 11 keer meer is. Vinnige pirolise is die mees doeltreffende proses vir die vervaardiging van ‘n produk wat meer as 60% van die oorspronklike biomassa energie bevat. Daar is gevind dat die optimale hoeveelhede van hoë kwaliteit bio-olie en hoë oppervlakarea houtskool doelafhanklik is.
Anukam, Anthony Ike. "Gasification characteristics of sugarcane bagasse." Thesis, University of Fort Hare, 2013. http://hdl.handle.net/10353/d1016170.
Full textPinheiro, Francisca Gleyciara Cavalcante. "Lignosulfonates production from lignin extracted sugarcane bagasse." Universidade Federal do CearÃ, 2014. http://www.teses.ufc.br/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=13799.
Full textThe present work aimed at the production of lignosulfonate, based in the lignin extracted from sugarcane bagasse-cane for using in phenolic resins. The extraction of lignin was carried out using the acetosolv process, which was optimised with a central composite design 22 to evaluate the effects of reaction time and temperature on the extraction yield, weight-average (M ̅w) and number-average (M ̅n) molecular weights, relative content of total hydroxyl, phenolic hydroxyl and methoxyl groups. The lignins obtained under conditions that maximized the extraction yield and showed better structural and thermal characteristics were sulfonated to obtain the lignosulfonates. The structural and thermal characteristics of the lignins and lignosulfonates were determined by FT-IR, GPC, 1H-NMR and 13C-NMR, DSC and TGA. The results show that the best extraction yield (64.5%) was obtained with 95% (w/w) of acetic acid, the addition of 0.1% HCl, at a temperature of 187 ÂC and reaction time of 40 min. However, with the same concentration of acetic acid and reaction time of 15 min at 187 ÂC, the extraction yield decreased to 55.6% Â 4.5%, without significant reduction. Furthermore, the increase in temperature of 187 ÂC to 205 ÂC was not enough to cause a significant increase in the relative content of hydroxyls and reduction of the relative content of methoxyl. These results show that the most appropriate conditions for adequate extraction of lignin for application in resins are: 95% (w/w) of acetic acid, addition of 0.1% of HCl, temperature of 187 ÂC and reaction time of 15 min. The acetosolv lignins showed p-hidroxifenila units as major constituent, higher thermal stability and higher purity than the commercial Kraft lignin. The glass transition temperature of the Kraft lignins was lower than that of the acetosolv lignin. This is due to the hydrophilic character and the presence of carbohydrates in the Kraft lignin. The lignosulfonates obtained in this study showed structural characteristics suitable for application in phenolic resins, because they showed high reactivity due to the greater presence of p-hidroxifenila units as major constituent, low molecular weights (40234878 g/mol), greater stability and greater purity compared to commercial sodium lignosulfonate. Therefore, lignosulfonates obtained in this work are more suitable for use in phenolic resins than commercial sodium lignosulfonate used for comparison.
O presente trabalho teve por objetivo a produÃÃo de lignossulfonato, a partir da lignina extraÃda do bagaÃo da cana-de-aÃÃcar para aplicaÃÃo em resinas fenÃlicas. Foi realizada a otimizaÃÃo da extraÃÃo da lignina do bagaÃo de cana-de-aÃÃcar utilizando o processo acetosolv. Para tanto, empregou-se um delineamento composto central 22 para analisar os efeitos do tempo de reaÃÃo e da temperatura no rendimento de extraÃÃo, massa molar ponderal mÃdia, massa molar numÃrica mÃdia, e conteÃdo relativo de hidroxilas totais, hidroxilas fenÃlicas e metoxilas. As ligninas obtidas nas condiÃÃes que maximizaram o rendimento de extraÃÃo e que mostraram melhores caracterÃsticas estruturais e tÃrmicas foram sulfonadas para obtenÃÃo dos lignossulfonatos. As caracterÃsticas estruturais e tÃrmicas das ligninas e dos lignossulfonatos foram determinadas por FT-IR, GPC, RMN-1H e 13C, TGA e DSC. Os resultados mostram que o melhor rendimento de extraÃÃo (64,5 % 4,2%) foi obtido com 95% (m/m) de Ãcido acÃtico, adiÃÃo de 0,1% de HCl, a uma temperatura de 187 C e tempo de reaÃÃo de 40 min. No entanto, com a mesma concentraÃÃo de soluÃÃo de Ãcido acÃtico e com tempo de reaÃÃo de 15 min a 187ÂC, o rendimento de extraÃÃo diminuiu para 55,6%  4,5%, nÃo sendo significativa esta reduÃÃo. AlÃm disto, a elevaÃÃo da temperatura de 187ÂC para 205ÂC nÃo foi suficiente para causar um aumento significativo no conteÃdo relativo de hidroxilas e reduÃÃo do conteÃdo relativo de metoxila. Esses resultados mostram que as condiÃÃes mais adequadas para extraÃÃo da lignina a ser aplicada em resinas sÃo: 95% (m/m) de Ãcido acÃtico, adiÃÃo de 0,1% de HCl, temperatura de 187 C e tempo de reaÃÃo de 15 min. As ligninas acetosolv apresentaram unidades p-hidroxifenila como constituinte majoritÃrio, maior estabilidade tÃrmica e maior pureza em relaÃÃo à lignina Kraft comercial. A temperatura de transiÃÃo vÃtrea da lignina Kraft foi menor do que à das ligninas acetosolv, devido à sua caracterÃstica hidrofÃlica e à presenÃa de carboidratos na lignina Kraft. Os lignossulfonatos obtidos no presente trabalho apresentaram caracterÃsticas estruturais adequadas para aplicaÃÃo em resinas fenÃlicas, pois mostraram alta reatividade devido a maior presenÃa de unidades p-hidroxifenila como constituinte majoritÃrio, baixas massas molares (4023 a 4878 g/mol), maior estabilidade e uma maior pureza em relaÃÃo ao lignossulfonato de sÃdio comercial. Portanto, os lignossulfonatos obtidos no presente trabalho sÃo mais adequados para aplicaÃÃo em resinas fenÃlicas do que o lignossulfonato de sÃdio comercial utilizado no presente trabalho.
Oderah, Vincent. "Shear strength behaviour of sugarcane bagasse reinforced soils." Master's thesis, University of Cape Town, 2015. http://hdl.handle.net/11427/20106.
Full textLyatuu, Eric M. M. "Utilization of lignocellulosic wastes : the sugarcane bagasse case." Thesis, University of Surrey, 1985. http://epubs.surrey.ac.uk/847663/.
Full textCortes, Benitez Ana. "Thermal processing of miscanthus, sugarcane bagasse, sugarcane trash and their acid hydrolysis residues." Thesis, Aston University, 2015. http://publications.aston.ac.uk/25492/.
Full textVALIM, ISABELLE CUNHA. "MODELING AND OPTIMIZATION STRATEGIES IN SUGARCANE BAGASSE DELIGNIFICATION PROCESS." PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO, 2018. http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=35985@1.
Full textCONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICO
O bagaço da cana-de-açúcar é uma biomassa vegetal que possui muito potencial de uso devido aos seus três elementos estruturais: celulose, hemicelulose e lignina. Para servir como matéria prima na produção de insumos, o bagaço da cana-de-açúcar precisa passar por um processo de pré-tratamento. Nesse estudo, duas metodologias para o processo de pré-tratamento do bagaço da cana-de-açúcar foram utilizadas: a deslignização via peróxido de hidrogênio (H2O2) e via dióxido de carbono supercrítico (ScCO2). Para o estudo utilizando H2O2, foram desenvolvidos modelos a partir de planejamento experimental, Algoritmos Genéticos (GA, do inglês Genetic Algorithms), Redes Neurais Artificiais (RNA) e Neuro-Fuzzy (ANFIS). As variáveis independentes foram temperatura (25 – 60 graus Celsius), concentração de H2O2 (2 – 15 por cento m/v) e pH (10 – 13), tendo como resposta os teores de lignina residual e oxidada no processo, através de análises de FT-IR e análise pelo método de Klason. Para o estudo utilizando ScCO2 foram construídos modelos a partir de RNA e ANFIS. As variáveis estudadas no processo foram: temperatura (35 – 100 graus Celsius), pressão (75- 300 bar) e teor de etanol na solução de co-solvente (0 – 100 graus Celsius). De modo geral, para os dois processos, os modelos desenvolvidos consideram as variáveis independentes como sendo neurônios na camada de entrada e as variáveis dependentes como sendo neurônios na camada de saída. Todos os modelos neurais e ANFIS desenvolvidos neste trabalho foram avaliados pelo coeficiente de correlação e índices de erro (SSE, MSE e RMSE), além do número de parâmetros. Os resultados mostraram que, dentre estas estratégias estudadas, os modelos neurais se mostraram mais satisfatórios para predição das respostas do pré-tratamento com H2O2, já que se encaixa nos índices de performance estipulados. O mesmo ocorreu no modelo neural para predição do teor de lignina residual no pré-tratamento com ScCO2. Para cada modelo polinomial e neural desenvolvido, foi realizada a investigação das superfícies de respostas e das curvas de contorno. Com esse recurso, foi possível a identificação dos melhores pontos operacionais para os processos, visando a minimização dos teores de lignina residual e oxidada na biomassa.
Sugarcane bagasse is a plant biomass that has a great potential for use due to its three structural elements: cellulose, hemicellulose and lignin. To serve as raw material in the production of other products, sugarcane bagasse needs to undergo a pre-treatment process. In this study, two methodologies for the sugarcane bagasse pretreatment process were used: delignification via hydrogen peroxide (H2O2) and via supercritical carbon dioxide (ScCO2). The models for study the process with H2O2 were developed from experimental planning, Genetic Algorithms (GA), Artificial Neural Networks (ANN) and Neuro-Fuzzy (ANFIS). The independent variables were: temperature (25- 60 degrees Celsius), H2O2 concentration (2 - 15 percent m/v) and pH (10-13). The residual and oxidized lignin contents in the process were evaluated from FT-IR and Klason method analysis. The models for study the process with ScCO2 were developed from RNA and ANFIS. The variables studied in the process were: temperature (35-100 degrees Celsius), pressure (75-300 bar) and ethanol content in the aqueous solution of co-solvent (0-100 percent). In general, for the two processes, the developed models consider the independent variables to be neurons in the input layer and the dependent variables to be neurons in the output layer. All the neural and ANFIS models developed in this study were evaluated by the correlation coefficient and error indexes (SSE, MSE and RMSE), as well as the number of parameters. From the stipulated indices of performance, among the results obtained by the different strategies, the neural models were the most satisfactory for the prediction of pretreatment responses with H2O2. The same occurred in the neural model for prediction of the residual lignin content in the pre-treatment with ScCO2. Response surfaces and the contour curves were investigated for each polynomial and neural model developed. With this resource, it was possible to identify the best operational points for the processes, pointing at minimizing the residual and oxidized lignin contents in the biomass.
Al-Ani, F. A. "Delignification of sugarcane bagasse by chemical, physical and microbiological treatments." Thesis, University of Strathclyde, 1985. http://ethos.bl.uk/OrderDetails.do?uin=uk.bl.ethos.371315.
Full textPaulose, Paulose. "Anaerobic digestion of sugarcane trash and bagasse for biomethane production." Thesis, Griffith University, 2021. http://hdl.handle.net/10072/405200.
Full textThesis (PhD Doctorate)
Doctor of Philosophy (PhD)
School of Eng & Built Env
Science, Environment, Engineering and Technology
Full Text
Keskar, Sai S. "A study of ionic liquids for dissolution of sugarcane bagasse." Thesis, Queensland University of Technology, 2012. https://eprints.qut.edu.au/50829/1/Sai_Keskar_Thesis.pdf.
Full textGreenwood, Ava A. "Mathematical modelling of the dilute acid pretreatment of sugarcane bagasse." Thesis, Queensland University of Technology, 2016. https://eprints.qut.edu.au/93372/1/Ava_Greenwood_Thesis.pdf.
Full textHassanpour, Morteza. "Biorefining of sugarcane bagasse based on acid-catalysed glycerol pretreatment." Thesis, Queensland University of Technology, 2021. https://eprints.qut.edu.au/207573/1/Morteza_Hassanpour_Thesis.pdf.
Full textCarvalho, Danila. "Study on the structure and properties of xylan extracted from eucalyptus, sugarcane bagasse and sugarcane straw." Licentiate thesis, KTH, Träkemi och massateknologi, 2015. http://urn.kb.se/resolve?urn=urn:nbn:se:kth:diva-175774.
Full textQC 20151023
Carvalho, Danila Morais de. "Some factors affecting the production of second generation ethanol from eucalyptus, sugarcane bagasse and sugarcane straw." Universidade Federal de Viçosa, 2016. http://www.locus.ufv.br/handle/123456789/8390.
Full textMade available in DSpace on 2016-08-25T17:49:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 4509982 bytes, checksum: 1ddc3e8d6d2fd98d0186c187ff37a974 (MD5) Previous issue date: 2016-02-22
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
O etanol tem sido considerado um promissor biocombustível para substituir combustíveis fósseis. O uso estratégico de eucalipto, bagaço e palha de cana-de-açúcar em tecnologias de segunda geração para a produção de etanol foi estudada neste trabalho, usando vários processos de pré-tratamentos seguidos por sacarificação e fermentação simultâneas (SFS). No artigo I é apresentada a caracterização química de eucalipto, bagaço e palha de cana-de-açúcar antes e após os pré-tratamentos hidrotérmico (H 2 O), ácido diluído (4,5% H 2 SO 4 ) e alcalino (15% NaOH). Foi determinado que o significativo teor de sílica presente em bagaço e palha da cana-de- açúcar causaram superestimação da lignina Klason nessas biomassas. O novo método para reportar a composição química das biomassas, baseado no completo balanço de massas, foi sugerido e provou ser útil para avaliar ambas, matéria-prima e biomassa pré- tratada. A formação de pseudo-extrativos na madeira de eucalipto e pseudo-lignina no bagaço e na palha foi observada como resultado dos pré-tratamentos. O Artigo II apresenta a caracterização química e estrutural das xilanas isoladas a partir de eucalipto, bagaço e palha usando dois métodos, sendo eles: deslignificação com ácido peracético seguida por extração com dimetilsulfóxido e deslignificação com clorito de sódio seguida por extração com dimetilsulfóxido. A xilana obtida a partir do eucalipto foi identificada como do tipo O-acetil-4-O-metilglucuronoxilana, contendo 39 unidades de grupos acetilas e 11 ácidos 4-O-metilglucurônicos para cada 100 unidades de xilose na cadeia principal. Além disso, um ácido 4-O-metilglucurônico foi também substituído por uma unidade de galactosil terminal. A xilana obtida a partir de bagaço e palha foi do tipo arabinoxilana, que apresentou proporcionalmente 100 unidades de xiloses: 29 unidades de grupos acetilas: 5 unidades de arabinofuranosil para o bagaço e proporcionalmente 100 unidades de xiloses: 8 unidades de grupos acetilas: 6 unidades de arabinofuranosil para a palha. O Artigo III descreve o efeito dos pré-tratamentos hidrotérmico e ácido diluído (1,5%, 3,0% e 4,5% de H 2 SO 4 ) na composição química das biomassas e sua subsequente conversão em etanol. Observou-se que a redução no pH dos pré-tratamentos favoreceu a remoção de lignina e carboidratos. O eucalipto apresentou a maior produção de etanol após o pré-tratamento hidrotérmico, mas com rendimento relativamente baixo. Após os pré-tratamentos ácidos, bagaço e palha mostraram maiores produções de etanol que o eucalipto. O pré-tratamentos realizados com 4,5% de H 2 SO 4 foi o mais eficiente. O Artigo IV avalia o efeito da carga alcalina durante os pré-tratamentos alcalinos (5%, 10% e 15% NaOH) na composição química das biomassas e sua subsequente conversão em etanol. Observou-se que as maiores cargas alcalinas propiciaram as maiores remoções de lignina e carboidratos. Para pré- tratamentos alcalinos, o bagaço provou ser a biomassas mais promissora para produção de etanol. O pré-tratamento com 15% de NaOH foi o mais eficiente. O Artigo V apresenta a otimização do pré-tratamento de extração alcalina a frio (EAF) referente à temperatura (20oC, 30oC e 40oC), tempo de reação (10, 35 e 60 min.) e concentração de NaOH (70, 90 e 110 g L -1 ) com foco na remoção de xilanas das biomassas e subsequente conversão das biomassas deficientes em xilanas em etanol. As condições ótimas para a remoção de xilanas de madeira de eucalipto, bagaço e palha da cana-de- açúcar foram respectivamente: 40oC, 60 min. e 70 g L -1 de NaOH; 33oC, 60 min. e 110 g L -1 de NaOH; e 31oC, 55 min. e 110 g L -1 de NaOH. Nessas condições de pré- tratamentos, considerável quantidade de lignina também foi removida das biomassas. Para a madeira de eucalipto, a formação de pseudo-extrativos foi observada durante os pré-tratamentos de EAF. A palha da cana-de-açúcar pré-tratada por EAF foi a biomassa mais promissora para a produção de etanol de segunda geração. Para os pré-tratamentos de EAF, os maiores rendimentos em etanol foram obtidos para bagaço e palha da cana- de-açúcar que para a madeira de eucalipto. Em resumo, os resultados acumulados por essa tese de doutorado sugeriram que bagaço e palha são biomassas aplicáveis à produção de etanol de segunda geração. O uso dessas biomassas lignocelulósicas cria a possibilidade de integrar primeira e segunda plataformas para a produção de etanol, transformando resíduo em produto principal.
The ethanol has been considered a promising biofuel to replace fossil-based fuels. The strategic use of eucalyptus, sugarcane bagasse and sugarcane straw in second generation technology to ethanol production was investigated in this work, by performing various pretreatment processes followed by simultaneous saccharification and fermentation (SSF). In article I it is presented the chemical characterization of eucalyptus, sugarcane bagasse and straw before and after hydrothermal (H 2 O), diluted acid (4.5% H 2 SO 4 ) and alkaline (15% NaOH) pretreatments. It was determined that the significant amount of silica present in sugarcane bagasse and straw led to overestimation of Klason lignin of these biomasses. A novel approach to report the chemical composition of biomasses, based on the complete mass balance, was suggested and proved to be useful to assess both, raw materials and pretreated biomasses. The formation of pseudo-extractives in eucalyptus wood and pseudo-lignin in bagasse and straw as result of pretreatments was observed. Article II presents the chemical and structural characterization of xylans isolated from eucalyptus, bagasse and straw via two different methods, namely: peracetic acid delignification followed by dimethyl sulfoxide extraction and sodium chlorite delignification followed by dimethyl sulfoxide extraction. The xylan obtained from eucalyptus was identified as an O-acetyl-4-O-methylglucuronoxylan type, containing 39 acetyl groups units and 11 4-O-methylglucuronic acids per 100 units of xylose on the backbone. In addition, one 4-O-methylglucuronic acid was also substituted by one terminal galactosyl unit. The xylan obtained from bagasse and straw was an arabinoxylan type, which contained 100 xylose units: 29 acetyl groups units: 5 arabinofuranosyl units for bagasse, proporcionally, and 100 xylose units: 8 acetyl groups units: 6 arabinofuranosyl units for straw, proporcionally. Article III describes the effect of hydrothermal and diluted acid (1.5, 3.0 and 4.5% H 2 SO 4 ) pretreatments on the chemical composition of biomasses and their subsequent conversion into ethanol. It was observed that lowering pretreatment pH resulted in improved lignin and carbohydrates removal. The eucalyptus presented the highest ethanol production after hydrothermal pretreatment, but with relative low yield. After acid pretreatments, bagasse and straw showed higher ethanol productions then eucalyptus. The pretreatment performed at 4.5% H 2 SO 4 was the most efficient. Article IV assesses the effect of alkaline charge during alkaline (5, 10 and 15% NaOH) pretreatments on the chemical composition of biomasses and their subsequent conversion into ethanol. It was observed that higher alkaline charge provided the highest lignin and carbohydrates removal. For the alkaline pretreatments, the bagasse proved to be the most promising biomass for ethanol production. The pretreatment with 15% NaOH was the most efficient. Article V presents an optimization of the cold alkaline extraction (CAE) pretreatment regarding temperature (20oC, 30oC and 40oC), reaction time (10, 35 and 60 min) and NaOH concentration (70, 90 and 110 g L -1 ), focusing on xylan removal from biomasses and subsequent conversion of the xylan-depleted biomasses into ethanol. The optimal conditions for xylan removal from eucalyptus wood, sugarcane bagasse and sugarcane straw were, respectively: 40oC, 60 min and 70 g L -1 NaOH; 33oC, 60 min and 110 g L -1 NaOH; and 31oC, 55 min and 110 g L -1 NaOH. Under these pretreatments conditions, substantial amounts of lignin were also removed from the biomasses. For the eucalyptus wood, the formation of pseudo-extractives was observed during the CAE pretreatments. The sugarcane straw pretreated with CAE was the most promising biomass for production of second generation ethanol. For the CAE pretreatments, higher ethanol yields were achieved with sugarcane bagasse and straw in relation to eucalyptus wood. In summary, the results accumulated from this doctoral thesis suggested that bagasse and straw are suitable biomasses for production of second generation ethanol. The use of these lignocellulosic biomasses creates the possibility of integrating first and second platforms for ethanol production, which turns residues into main product.
Ribeiro, Bruno. "Study of Effective Use of Sugarcane Residue as Eco-friendly Construction Materials for Disaster Prevention Structures." Doctoral thesis, Kyoto University, 2021. http://hdl.handle.net/2433/263808.
Full text京都大学
新制・課程博士
博士(総合学術)
甲第23347号
総総博第20号
京都大学大学院総合生存学館総合生存学専攻
(主査)教授 山敷 庸亮, 教授 山本 貴士, 教授 寶 馨, 教授 齋藤 敬
学位規則第4条第1項該当
Doctor of Philosophy
Kyoto University
DFAM
Granda, Cotlear Cesar Benigno. "Sugarcane juice extraction and preservation, and long-term lime pretreatment of bagasse." Texas A&M University, 2004. http://hdl.handle.net/1969.1/1345.
Full textPothula, Ramanarayana Reddy. "Mechanical Properties of Particleboard Composites Made from Sugarcane Bagasse and Spirulina Algae." Thesis, University of Louisiana at Lafayette, 2017. http://pqdtopen.proquest.com/#viewpdf?dispub=10243742.
Full textTo reduce formaldehyde emissions and prevent deforestation, particle boards prepared from sodium hydroxide modified algae and sugarcane bagasse were used to study the effect of process parameters such as fine-filler ratio, algae-filler ratio, ambient storage times, and sodium hydroxide concentration on mechanical properties. P-test was conducted to test for significance of parameters on flexural modulus and flexural strength. Results showed that algae-filler ratio and ambient storage times have significant impact on mechanical properties, while fine-filler ratio showing significant impact on secant flexural modulus and sodium hydroxide concentration having impact only on tangent flexural modulus. Mechanical properties of particleboard composites made from sugarcane bagasse and spirulina algae were found to be comparable to conventional particle boards.
Stegen, Sascha. "Effect of Temperature on Oil Quality Obtained through Pyrolysis of Sugarcane Bagasse." Thesis, Griffith University, 2018. http://hdl.handle.net/10072/376521.
Full textThesis (Masters)
Master of Philosophy (MPhil)
School of Eng & Built Env
Science, Environment, Engineering and Technology
Full Text
Lopes, Douglas Christian Borges. "Functional characterization of Trichoderma reesei xyloglucanase (CEL74A) in the degradation of sugarcane bagasse." Universidade de São Paulo, 2018. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/17/17131/tde-01022019-104422/.
Full textThe filamentous fungus Trichoderma reesei is one of the main fungi used for the large-scale production of enzymes due to their great capacity of production and secretion of holocellulases for application in saccharification processes of lignocellulosic plant biomass. Although T. reesei is used as one of the main producers of cellulases at industrial level, several processes and studies are carried out with the aim of improving the understanding of the whole plant biomass degradation mechanism, as well as increasing the efficiency of both the production and cellulase activity. In the present work the construction of a mutant lineage for the cel74a gene (coding for a xyloglucanase) and the functional characterization of CEL74A in the gene regulation of holocellulases during the cultivation of sugarcane bagasse were carried out. Our results showed that deletion of cel74a may be involved in the regulation of holocellulase expression during sugarcane bagasse cultivation. From the analysis of the gene expression profile, it was possible to observe the reduction in the expression of all tested cellulase genes (cel7a, cel7b and cel6a), although it did not affect the enzymatic activity, whereas the hemicellulases (xyn1 and xyn2) presented increase in both expression and enzymatic activity. In the ?cel74a strain, a reduction in glucose, xylose and galactose release was observed after xyloglucan hydrolysis. In addition, the activity of CEL74A was modulated in the presence of calcium and may be required for the more efficient performance of other enzymes involved in the degradation of xyloglucan. Thus, in T. reesei, CEL74A plays an important role both in the regulation of holocellulolytic genes and in the efficient degradation of sugarcane bagasse, contributing to the elucidation of mechanisms by which this fungus uses for the use of sugarcane bagasse as source of carbon
SANTOS, SANDRA HELENA TRINDADE. "ANALYSIS OF SOIL MIXTURES BEHAVIOR WITH SUGARCANE BAGASSE ASHES AND RICE HUSKS ASHES." PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO, 2015. http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=27064@1.
Full textCOORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DO PESSOAL DE ENSINO SUPERIOR
PROGRAMA DE EXCELENCIA ACADEMICA
Apresenta-se o estudo experimental do comportamento de um solo arenoso e de um solo argiloso, reforçado e não reforçado com cinza de bagaço de cana-deaçúcar e com cinza de casca de arroz, por meio da realização de ensaios de caracterização física e química e de ensaios de cisalhamento direto. Busca-se estabelecer padrões de comportamento que possam explicar a influência da adição das cinzas, relacionando-os com os parâmetros de resistência ao cisalhamento e de deformação do solo. Os ensaios foram realizados em amostras com teores que variaram entre 5-20 por cento. Por meio dos resultados obtidos, foi possível concluir que a inserção de cinza de bagaço de cana-de-açúcar, aos solos argiloso e arenoso em estudo, mostra-se viável, uma vez que resultaram em melhoria dos parâmetros de resistência ou não causaram alterações significativas. Para a cinza de casca de arroz, em misturas com solo arenoso, a aplicação não se mostrou viável, visto que, para ambos os teores de cinza, houve um decréscimo no ângulo de atrito e nenhum acréscimo de coesão. Nas misturas com solo argiloso, a aplicação da mesma cinza mostrou-se viável, haja vista que sua aplicação resultou em melhoria dos parâmetros de resistência. Quanto ao teor de cinza para as misturas com solo argiloso, verificou-se que o melhor comportamento obtido foi com o teor de 20 por cento, para as misturas com ambas as cinzas. Para as misturas com areia, como não houve um aumento proporcional da resistência com o aumento do teor das cinzas foi difícil determinar um teor ótimo de cinza a ser utilizado. Os resultados obtidos neste estudo, em geral, mostraram-se satisfatórios e cumpriram os objetivos iniciais propostos com relação à investigação do comportamento solo-cinza para utilização em obras geotécnicas.
This paper presents the experimental study of the behavior of a sandy soil and a clay soil, reinforced and unreinforced with sugarcane bagasse ash and rice husk ash, by performing physical and chemical characterization tests and direct shear tests. The aim is to establish patterns of behavior that may explain the influence of the addition of ashes, relating them to the shear strength parameters and soil deformation. The tests were carried out on samples with concentrations ranging from 5-20 percent. Through the results, it was possible to conclude that the inclusion of sugarcane bagasse ash, to clay and sandy soils under study, proves viable, since it resulted in improved strength parameters or did not cause significant alterations. For the rice husk ash in mixtures with sandy soil, the application was not feasible, since for both ash contents there was a decrease in the friction angle and no increase in the cohesion. In blends with clay soil, the application of the same ash proved to be feasible, given that its application resulted in improvement of resistance parameters. As for the ash content for mixtures containing clay soil, it was found that the best performance was obtained with 20 percent content for mixtures with both ashes. For mixtures with sand, as there was not a proportional increase in resistance with increasing content of ash it was difficult to determine an optimal ash content to be used. The results of this study generally were satisfactory and met the initial proposed objectives in relation to soil-ash behavioral research for use in geotechnical works.
Kula, Mpumezo. "Comparative analysis of characteristics of the various sugarcane bagasse types in terms of gasification." Thesis, University of Fort Hare, 2016. http://hdl.handle.net/10353/1929.
Full textKaratzos, Sergios. "Ionic liquid pre-treatment and fractionation of sugarcane bagasse for the production of bioethanol." Thesis, Queensland University of Technology, 2011. https://eprints.qut.edu.au/55172/1/Sergios_Karatzos_Thesis.pdf.
Full textFURTADO, LEANDRO ANDRADE. "THERMODYNAMIC, ECONOMIC AND ENVIRONMENTAL STUDY OF A COGENERATION SUGARCANE PLANT OPERATING WITH A HYBRID CYCLE THAT BURNS SUGARCANE BAGASSE AND NATURAL GAS." PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO, 2018. http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=35597@1.
Full textO crescimento da demanda por energia elétrica e investimentos governamentais em fontes renováveis incentivam produtores do setor sucro-energético no país a buscar melhorias nos processos de suas usinas. Através do aumento da produção de vapor nas caldeiras de biomassa, que operam com ciclos Rankine, é possível gerar energia elétrica excedente para comercialização. O Brasil, um dos maiores produtores de cana-de-açúcar do mundo, gera resíduos derivados da cana com alto potencial energético. Os ciclos termodinâmicos híbridos têm sido utilizados em várias usinas de biomassa no exterior utilizando como combustíveis o gás natural e resíduos sólidos urbano (waste-to-energy). Como mostrado por diferentes autores, é possível, com estes ciclos, melhorar a eficiência térmica das usinas utilizando gases quentes da exaustão de uma turbina a gás operando com gás natural. A desvantagem é que o percentual de participação do gás natural de alguns ciclos híbridos pode ser alto, tornando estes projetos economicamente inviáveis. Neste trabalho será aplicado um ciclo híbrido adaptado para usinas de cana-de-açúcar brasileiras que queimam o bagaço em caldeiras de biomassa com reaquecimento externo. Os benefícios destes ciclos termodinâmicos incluem a melhoria de eficiência da planta, acarretando a maior geração de energia elétrica e aumento da quantidade de vapor de processo produzido para a mesma quantidade de bagaço queimado originalmente. Além da melhoria da eficiência térmica, o ciclo tem como uma de suas principais vantagens o fato de não depender de grandes quantidades de gás natural, reduzindo a possibilidade de prejuízos caso haja aumento do seu preço. Por último será mostrado que, embora haja a queima deste combustível fóssil, é possível reduzir as emissões específicas de CO2/kWh devido ao seu baixo consumo na usina aliado a elevada geração de energia elétrica.
The growing electric energy demand and government investments in renewable sources motivated sugar producers in Brazil to improve the thermal efficiencies of their sugarcane plants. For this reason, to generate excess electric energy and to sell it, has become an important and extra source of revenue. This country, one of the biggest sugarcane producers in the world, employs sugar waste, with high energetic potential, in boilers operated with Rankine cycles. Thermodynamic hybrid cycles have been in use in several biomass plants abroad, using natural gas and municipal solids waste as fuels. As shown by different authors, it is possible to increase the thermal efficiency of these plants by means of the heat recovery from hot exhaust gases of a gas turbine operating with natural gas. The main disadvantage of hybrid cycles, for some cases, is the high fraction of natural gas as fuel, making these specific plants economically unfeasible. In this work, a hybrid cycle concept is presented and studied, adapted for Brazilian sugar cane plants which burn bagasse in biomass boilers with reheating systems. The benefits of these thermodynamics cycles include a thermal efficiency improvement thus allowing more power generation and higher production of process steam, for the same amount of bagasse originally burned. Besides the higher thermal efficiency, the hybrid cycle presents the advantage of not depending on large natural gas consumption. This makes the plant s economic feasibility less dependent on fluctuations on natural gas prices. Furthermore, this study shows that, although a fossil fuel is burned, it is possible to reduce CO2/kWh specific emissions due to lower consumption of fossil fuels and to higher power generation.
Mandaloufas, Melissa. "The use of sugarcane bagasse as power source, according to the clean development mechanism guidelines." Universidade de Taubaté, 2010. http://www.bdtd.unitau.br/tedesimplificado/tde_busca/arquivo.php?codArquivo=308.
Full textEste trabalho aborda as ações buscadas pelas autoridades mundiais para minimizar os problemas climáticos que atualmente estão mudando as condições de sobrevivência do planeta, mitigando as emissões de gases de efeito estufa (GEE) na atmosfera. Primeiramente, foi abordada a Convenção-Quadro como início das discussões sobre as mudanças do clima, posteriormente, a criação do Protocolo de Kyoto, que surgiu, dando às nações, a oportunidade para que ajam, minimizando os danos causados ao ambiente, possibilitando assim, que os países em desenvolvimento colaborem por meio do mecanismo de desenvolvimento limpo (MDL) na criação de novas e mais eficientes tecnologias, substituindo o uso de fontes de energia fósseis por fontes de energia renováveis. A fonte de energia foco desta pesquisa, o bagaço da cana-de-açúcar que é a biomassa mais representativa da matriz energética brasileira. O setor escolhido para a pesquisa foi o sucroalcooleiro, na Usina Santa Cândida situada no interior do Estado de São Paulo. É demonstrado, por meio de comparação de dados, a atual situação brasileira perante o mundo, tanto na oferta mundial de energia como na composição da matriz energética, mostrando que o Brasil está em uma posição privilegiada na utilização de energias renováveis em relação ao mundo, sendo o terceiro país que mais reduz as emissões de CO2, confirmando seu comprometimento com o Protocolo de Kyoto. Por meio da criação de cenários, foi possível avaliar o desempenho financeiro da Usina Santa Cândida (SP). O cenário 1 demonstra o retorno financeiro sem sistema de cogeração, o cenário 2 demonstra o retorno financeiro após a implementação de sistemas de cogeração, o cenário 3 demonstra o retorno financeiro do sistema de cogeração mais a venda das garantias contratuais, e por fim, o 4 cenário onde e demonstrado o retorno financeiro da implementação do sistema de cogeração mais a venda das garantias contratuais e ainda a receita obtida por meio da negociação dos créditos de carbono. As informações apuradas para análise dos cenários foram geradas a partir dos cálculos de Valor Presente Líquido (VPL), da Taxa Interna de Retorno (TIR) e do Payback para demonstrar os benefícios financeiros após a adequação ao mecanismo de desenvolvimento limpo, comprovando os ganhos obtidos com a venda de energia excedente e com as negociações dos Certificados de Redução de Emissão (RCEs), o retorno breve do investimento pelo payback, sua rentabilidade pela TIR e o retorno monetário pelo VPL. O resultado da pesquisa mostra que o investimento para a adequação às diretrizes é muito baixo se comparado com o retorno financeiro já no primeiro leilão das RCEs e que somado à venda de energia excedente, torna-se financeiramente ainda mais viável.
Chang, Chen-Wei. "Bioconversion of sugarcane bagasse and soybean hulls for the production of a generic microbial feedstock." Thesis, University of Manchester, 2015. https://www.research.manchester.ac.uk/portal/en/theses/bioconversion-of-sugarcane-bagasse-and-soybean-hulls-for-the-production-of-a-generic-microbial-feedstock(0144bdd8-5444-468d-9f0f-50613a79be67).html.
Full textPham, Thi Thu, Thanh Hoa Dinh, Manh Kha Nguyen, and der Brugge Bart Van. "Enhancing the adsorption capacity of copper in aqueous solution by citric acid modified sugarcane bagasse." Technische Universität Dresden, 2016. https://tud.qucosa.de/id/qucosa%3A32618.
Full textNghiên cứu đã thực hiện biến tính hóa học vật liệu bã mía bằng acid citric và đánh giá khả năng hấp phụ ion Cu(II) trong nước của bã mía (SB) trước và sau biến tính axit citric. Khảo sát cấu trúc vật liệu thông qua phổ hồng ngoại FTIR cho thấy các nhóm chức carboxylic có khả năng hấp phụ kim loại xuất hiện trong vật liệu biến tính. Thí nghiệm mẻ đánh giá sự ảnh hưởng của pH, thời gian và nồng độ của vật liệu tự nhiên và biến tính đến khả năng hấp phụ ion Cu(II). Kết quả của thí nghiệm mẻ phù hợp với mô hình Langmuir với khả năng hấp phụ cực đại đạt 28,17 mg/g tại nồng độ pH tối ưu là 5,5. Kết quả thí nghiệm trên mô hình cột cho thấy đường cong thoát của quá trình hấp phụ của vật liệu biến tính và chưa biến tính phụ thuộc và chiều cao lớp vật liệu, nồng độ ion Cu(II) ban đầu và vận tốc dòng chảy qua cột. Các dữ liệu thu nhận được từ thực nghiệm phù hợp với mô hình động học Yoon-Nelson.
Fu, Nan. "Conversion of sugarcane bagasse to ethanol by the use of Zymomonas mobilis and Pichia stipitis." Thesis, View thesis, 2008. http://handle.uws.edu.au:8081/1959.7/38682.
Full textFu, Nan. "Conversion of sugarcane bagasse to ethanol by the use of Zymomonas mobilis and Pichia stipitis." View thesis, 2008. http://handle.uws.edu.au:8081/1959.7/38682.
Full textA thesis sumitted to the University of Western Sydney in fulfilment of the requirements for the degree of Masters of Science (Honours), School of Natural Sciences, College of Health and Science. Includes bibliography.
Rackemann, Darryn W. "Production of levulinic acid and other chemicals from sugarcane fibre." Thesis, Queensland University of Technology, 2014. https://eprints.qut.edu.au/72741/1/Darryn_Rackemann_Thesis.pdf.
Full textMasiero, Maria Olivia Campos [UNESP]. "Avaliação da tolerância de leveduras a um coquetel de inibidores que simula um hidrolisado de bagaço de cana quando adicionado a um meio sintético." Universidade Estadual Paulista (UNESP), 2011. http://hdl.handle.net/11449/88022.
Full textCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
A biomassa lignocelulósica contém quantidades significativas de fontes de carbono, sendo assim uma fonte de energia renovável. O presente trabalho teve como objetivo estabelecer meios líquidos e sólidos para o estudo dos efeitos dos inibidores presentes nos hidrolisados do bagaço de cana-de-açúcar e, por fim, estabelecer um coquetel de inibidores que permitisse o crescimento e a fermentação da levedura Saccharomyces cerevisiae no meio líquido estabelecido. Por esta razão, o conjunto de resultados deste trabalho compreende três partes. A primeira parte foi dedicada ao estabelecimento de meios sólidos e líquidos para comparação de leveduras na presença do inibidor mais abundante do hidrolisado do bagaço de cana, o ácido acético. No meio sólido YPD, as diferentes linhagens de leveduras ensaiadas sofreram menos os efeitos inibitórios deste ácido do que o meio sintético solidificado. Em meio líquido, foi necessário adicionar 2% de extrato de levedura para ativar o crescimento da levedura 63M, mas este efeito foi suprimido em presença de ácido acético. As variações em pH inicial (3,5 – 5,5) afetaram mais a produção de etanol do que a biomassa, ao passo que a viabilidade não variou. A segunda parte deste trabalho foi dedicada ao estabelecimento de um meio sintético que permitisse o crescimento e fermentação da linhagem 63M em presença de ácido acético. O aumento de 33% em biomassa na presença de 83 mmol/L de ácido acético foi devido à elevação da glicose (10-18%) e do inóculo (5-10 mg/mL). As concentrações crescentes e variadas de ácido acético em meio sintético foi utilizado para estudar seus efeitos sobre o crescimento (inibição acima de 50 mmol/L), a viabilidade (acima de 250 mmol/L) e a produção de etanol (acima de 83 mmol/L). As concentrações de outros inibidores...
Lignocellulosic biomass contains significant quantities of carbon sources, being a renewable energy source. The aim of the present work was to determine liquid and solid media for the study of the effects of inhibitors present in hydrolysates of sugarcane bagasse, and to establish a cocktail of inhibitors that allow the growth and the fermentation of the yeast Saccharomyces cerevisiae in the liquid medium established. Thus, the results of this work consist of three parts. The first part was dedicated to establishing solid and liquid media in order to compare different yeast strains in the presence of the most abundant inhibitor found in hydrolysates of sugarcane bagasse, the acetic acid. On YPD solid medium, this acid had less inhibitory effect on the different yeast strains tested than on the synthetic solid medium. In liquid medium, it was necessary to add 2% yeast extract to activate the growth of the strain 63M, but this effect was abolished in the presence of acetic acid. Variations in the initial pH (3.5 - 5.5) affected more the ethanol production than the biomass, while the viability was not influenced. The second part of this work was dedicated to establishing a synthetic medium that allows the growth and fermentation of the strain 63M in the presence of acetic acid. The 33% increase in biomass in the presence of 83 mmol/L acetic acid was due to the high glucose concentration (10-18%) and inoculum (5-10 mg/mL) used. The increasing concentrations of acetic acid in the synthetic medium were used to study its effects on growth (inhibition above 50 mmol/L), viability (over 250 mmol/L) and ethanol production (above 83 mmol/L). The concentrations of the other inhibitors had different limits of tolerance by the yeast... (Complete abstract click electronic access below)
REGO, ARTUR SERPA DE CARVALHO. "OPTIMIZATION OF THE PARAMETERS OF DELIGNIFICATION OF SUGARCANE BAGASSE WITH ALKALINE HYDROGEN PEROXIDE THROUGH NEURAL MODEL." PONTIFÍCIA UNIVERSIDADE CATÓLICA DO RIO DE JANEIRO, 2017. http://www.maxwell.vrac.puc-rio.br/Busca_etds.php?strSecao=resultado&nrSeq=33950@1.
Full textCOORDENAÇÃO DE APERFEIÇOAMENTO DO PESSOAL DE ENSINO SUPERIOR
PROGRAMA DE SUPORTE À PÓS-GRADUAÇÃO DE INSTS. DE ENSINO
PROGRAMA DE SUPORTE À PÓS-GRADUAÇÃO DE INSTITUIÇÕES COMUNITÁRIAS DE ENSINO PARTICULARES
O Brasil é o maior produtor de cana-de-açúcar do mundo, produzindo a maior quantidade de resíduo em forma de bagaço, que atualmente é queimado na indústria para geração de energia elétrica, apesar de ainda possuir potencial para produzir outros compostos de maior valor agregado, como etanol de segunda geração, ácido lático, butanodiol e etc. Neste trabalho, foi avaliado o desempenho do pré-tratamento do bagaço de cana-de-açúcar utilizando peróxido de hidrogênio em meio alcalino. Com o intuito de retirar a lignina para liberar os carboidratos no meio, foram realizados experimentos variando a temperatura (25 graus Celsius – 45 graus Celsius) e concentração de peróxido de hidrogênio (1,5 por cento - 7,5 por cento) a pH 11,5 por 1 h em um shaker orbital a 100 rpm. O desempenho do pré-tratamento foi medido utilizando o método gravimétrico de Klason para quantificar a lignina, o HPLC para determinar as concentrações de xilose e glicose e o infravermelho para determinar mudanças na estrutura da biomassa. A análise de Klason indicou 45 graus Celsius /7,5 por cento como melhor condição de solubilização, com 75,4 por cento de solubilização, as análises de HPLC indicaram 45 graus Celsius/7,5 por cento como melhor condição para a obtenção de glicose com concentração de 1,66 g/L e 25 graus Celsius/7,5 por cento para obtenção de xilose com concentração de 0,82 g/L e as análises de FT-IR indicaram 25 graus Celsius /1,5 por cento como melhor condição de oxidação, com 66,9 por cento de oxidação de lignina. Para cada análise, foi proposto um modelo de rede neural artificial. A rede das análises de Klason teve a topologia trainlm/logsig/4 com SSE 0,00723 e R2 0,995, a rede das análises de glicose teve topologia trainlm/logsig/4 com SSE 0,0328 e R2 0,97384, a rede das análises de xilose teve topologia trainlm/logsig/5 com SSE 0,289 e R2 0,87441 e a rede das análises de FT-IR teve topologia trainlm/logsig/5 com SSE 0,0316 e R2 0,98414.
Brazil leads the world in sugarcane production, consequently produces also the greatest amount of sugarcane bagasse. Currently, this sugarcane bagasse is leveraged for power generation in the mills, but this biomass still has a potential for production of others value-added compounds such as the second-generation ethanol, lactic acid, butanediol and etc. The present work was carried out in order to study the efficiency of the delignification process of sugarcane bagasse with alkaline hydrogen peroxide. Two variable were assessed experimentally: temperature (25 Celsius degrees - 45 Celsius degrees) and H2O2 concentration (1.5 percent -7.5 percent) at pH 11.5 for 1 h in an orbital shaker at 100 rpm. The Klason Method was used to measure concentration of extracted lignin, HPLC was used to measure the concentration of glucose and xylose and FT-IR analysis was applied to identify lignin structure in the samples. The Klason analysis indicated the 45 Celsius degrees/7,5 percent as the optimum condition with 75,4 percent of the lignin solubilidized, the glucose analysis indicated 45 Celsius degrees/7,5 percent as the optimum condition with a concentration of 1,66 g/L, the xylose analysis indicated 25 Celsius degrees/7,5 percent as the optimum condition with a concentration of 0,82 g/L, and the FT-IR analysis indicated 25 Celsius degrees/1,5 percent as the optimum condition with 66,9 percent of the lignin oxidized. For each analysis, an ANN model was proposed. The network of the Klason analysis had a trainlm/logsig/4 topology with SSE 0,00723 and R2 0,995, the network of the glucose analysis had a trainlm/logsig/4 topology with SSE 0,0328 and R2 0,97384, the network of the xylose analysis had a trainlm/logsig/5 topology with SSE 0,289 and R2 0,87441, the network of the FT-IR analysis had a trainlm/logsig/5 topology with SSE 0,0316 and R2 0,98414.
Hilares, Ruly Terán. "Hydrodynamic cavitation as a new approach for sugarcane bagasse pretreatment aiming to second generation ethanol production." Universidade de São Paulo, 2017. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/97/97131/tde-07082018-153234/.
Full textO uso de fontes de energia renováveis tem sido proposto como uma alternativa viável para reduzir o consumo e a dependência de combustíveis fósseis. Entre as alternativas disponíveis, a biomassa lignocelulósica apresenta grande potencial para geração de bioenergia, sendo que biocombustíveis como o etanol podem ser obtidos por fermentação a partir de açúcares presentes em suas frações celulósicas e hemicelulósicas. No entanto, para a liberação eficiente de açúcares fermentáveis na etapa de hidrólise enzimática, é necessário um processo prévio de pré-tratamento para modificar a estrutura e composição do material. Neste contexto, no presente trabalho a cavitação hidrodinâmica (CH) foi proposta como uma nova e promissora alternativa para o pré-tratamento do bagaço de cana-de-açúcar. Em uma primeira etapa, as variáveis concentração de NaOH, relação sólido/líquido (S/L) e tempo de processo foram otimizadas no pré-tratamento assistido por CH. Em condições otimizadas (0,48 mol/L de NaOH, 4,27% de relação S/L e 44,48 min), elevados valores de remoção de lignina (60,4%) e digestibilidade enzimática da fração de celulose (97,2%) foram obtidos. Com base nesses resultados, novas variáveis (pressão à montante, temperatura e concentração de álcali) foram incluídas para avaliação em uma segunda etapa do estudo com o objetivo de reduzir o tempo de pré-tratamento com CH. Neste caso, a temperatura e a concentração de álcalis foram as mais importantes na remoção de lignina e influenciaram na hidrólise das frações carboidrato da biomassa pré-tratada. Não houve diferença significativa na eficiência do pré-tratamento em 20 e 30 minutos de tempo de processo nas melhores condições (70 ° C, 3 bar de pressão a montante e 0,3 mol/L de NaOH). A influência do adimensional -número de cavitação? também foi avaliada em dois níveis (0,017 e 0,048), resultando em maior eficiência usando o número de cavitação mais baixo, que foi obtido usando placa de orifício com 16 furos (1 mm de diâmetro). Usando estas condições otimizadas e menor temperatura (60 ° C ao invés de 70 ° C) para evitar a formação de espuma quando o licor negro é reutilizado, outros álcalis (Ca (OH)2, Na2CO3, KOH) foram avaliados em combinação com CH e comparados com o uso de NaOH. Conversões enzimáticas elevadas das frações carboidrato foram observadas em material pré-tratado utilizando KOH-CH e NaOH-CH; além disso, o licor negro de NaOH foi reutilizado em 10 bateladas sequenciais. As biomassas pré-tratadas com licor negro reutilizado e fresco foram misturadas e utilizadas em processo de sacarificação e fermentação simultâneas (SSF) em reatores de coluna interligados, resultando em 62,33% de hidrólise das frações carboidrato e 17,26 g/L de produção de etanol (0,48 g de etanol/g de glicose e xilose consumidos). Finalmente, a adição de agente oxidante (H2O2) no processo alcalino-CH foi otimizado. Nas condições selecionadas (0,29 mol/L de NaOH, 0,78% v/v de H2O2 e 9,8 min), 95,43% e 81,34% de rendimento de hidrólise enzimática das frações de celulose e hemicelulose, respectivamente, foram obtidos utilizando 5% de carregamento de sólidos (S/L) no processo de hidrólise. Quando foi utilizado reator de coluna de leito fixo com 20% de S/L, atingiu-se 74,7% de rendimento de hidrólise de celulose. Os açúcares presentes no hidrolisado também foram fermentados em etanol em um reator de coluna de bolhas, resultando em um valor de rendimento de 0,49 g/g e 0,68 g/L.h de produtividade. Analisando-se os resultados de uma forma global, demonstrou-se que a CH é uma tecnologia promissora para acelerar o tempo de pré-tratamento em condições amenas, mostrando vantagens como simplicidade do sistema e possibilidade de aplicação em escala industrial.
Ahmad, Fiaz. "Methane production in response to sulfuric acid and hydrogen peroxide assisted hydrothermal pretreatment of sugarcane bagasse." Universidade de São Paulo, 2017. http://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/18/18138/tde-24072017-150457/.
Full textO objetivo deste estudo foi otimizar a produção de metano investigando as condições do pré-tratamento hidrotérmico assistido do bagaço da cana de açúcar sob impregnação de ácido (H2SO4) e álcali (H2O2) utilizando-se a razão substrato (g kg-1) inóculo (g kg-1) de 1:2. Os reatores em batelada foram mantidos em condições mesofílicas (37 ºC). Para otimizar as condições de pré-tratamento hidrotérmico, o design de composto central rotacional (DCCR) foi realizado utilizando três fatores: temperatura (ºC), tempo (min) e concentração do composto químico (H2O2 (%v/v) e H2SO4 (% p/v)). Trinta e dois pré-tratamentos hidrotérmicos foram realizados de acordo com a concepção do DCCR. O pré-tratamento hidrotérmico assistido do bagaço, com H2O2 resultou em maior recuperação de sólidos (93,13%), elevado percentual de glicana (139,52%) e menor recuperação de lignina (76,48%) da fração sólida pré-tratada, se comparada aquele com H2SO4. Nesse último caso, observou-se menor rendimento de sólidos (12,27%) e glucanas (187,01%) e maior recuperação de lignina (358,85%). No líquido hidrolisado do pré-tratamento hidrotérmico assistido do bagaço com H2SO4 foi observada elevada solubilização de DQO (25,20 g L-1), menor teor de fenóis totais (658,13 mg L-1), elevado sulfato (7240 mg L-1), furfural (925,77 - 2216,47 mg L-1 e 5-hidroximetilfurfural (70,95 - 970,08 mg L-1). Enquanto, foi registrado menor solubilização de DQO (17,27 g L-1), maior teor de fenóis totais (3005,63 ppm), e menor concentração de furfural (0 - 56.91 mg L-1), 5-hidroximetilfurfural (2,56 - 50,60 mg L--1 com H2O2. Em relação ao a produção de metano nas condições com H2O2, observou-se 5.59 Nmmol g-1 STV (2%v/v H2O2) a 13.49 Nmmol g-1 STV (6%v/v H2O2). No tratamento com 7.36% de H2O2 observou-se 14,43 Nmmol g-1 STV que foi 118.16% maior se comparado com o bagaço não-tratado (6,60 Nmmol g-1 STV). Inibição metanogênica foi observada na maioria dos reatores pré-tratados com H2SO4 (1 – 3% p/v), e a produção mínima observada foi de 0.58 Nmmol g-1 TVS no pré-tratamento com 2% p/v de H2SO4. Ácido acético foi o principal ácido orgânico volátil observado somente no reatores por tratamento de H2O2. Por meio da A análise da comunidade microbiana, para o domínio Bacteria, foi observado prevalência dos gêneros AUTHM297, Clostridium e Treponema nos reatores cujo substrato foi pré-tratado com H2O2. Gêneros relacionados à degradação de compostos aromáticos foram identificados e estiveram em maior abundância nos reatores cujo substrato foi pré-tratado com H2SO4. Methanolinea, Methanobacterium, e Methanosaeta foram os microrganismos do domínio Archaea mais abundantes e identificados em ambos os pré-tratamentos. O pré-tratamento hidrotérmico assistido com H2O2 foi a melhor opção em relação ao H2SO4, devido a maior solubilização de lignina, maior recuperação de glucano e baixa produção de compostos furânicos.
Dombinov, Vitalij [Verfasser]. "From lab to field - investigations of phosphorus availability from sugarcane bagasse ash to soybeans / Vitalij Dombinov." Bonn : Universitäts- und Landesbibliothek Bonn, 2021. http://d-nb.info/1238687180/34.
Full textHidalgo, F., F. Hidalgo, J. Saavedra, C. Fernandez, and G. Duran. "Stabilization of clayey soil for subgrade using rice husk ash (RHA) and sugarcane bagasse ash (SCBA)." Institute of Physics Publishing, 2020. http://hdl.handle.net/10757/651798.
Full textBoer, Febrina. "Valorization of sugarcane bagasse via slow pyrolysis and its by-product for the protection of wood." Electronic Thesis or Diss., Paris, AgroParisTech, 2021. http://www.theses.fr/2021AGPT0008.
Full textBiomass residue—such as sugarcane bagasse—has great potential in providing renewable energy sources. However, its natural properties such as low density, low calorific value, and biodegradation susceptibility can limit its utilization. To improve its energy efficiency, slow pyrolysis—the process of thermal decomposition in an oxygen-deficient environment—can be applied by transforming the biomass into carbon-rich char. In a typical slow pyrolysis scenario, biomass is slowly heated to produce mainly char, where the organic vapors are often considered secondary products. However, there is an interest to recover this by-product by condensing the organic vapor generated during pyrolysis for various purposes. Moreover, this product has a long history due to its benefits as a bio-pesticide used by traditional farmers, notably in Asian countries. In this study, bagasse was slow-pyrolyzed to co-produce char and pyrolysis liquid using a laboratory fixed bed reactor. Different parameters were tested, such as temperatures (400 °C and 500 °C), heating rate (1 °C/min and 10 °C/min), and holding time (30 min and 60 min). This study aims to evaluate the valorization potential of bagasse with the purpose of energy densification (conversion of biomass into char) and valorizing the utilization of its by-product (pyrolysis liquid) for wood protection.Results showed that the yield of char decrease with the increase of pyrolysis temperature but results in the favorable calorific value improvement; while at the same time generating a high mass of liquid yield. The optimum pyrolysis condition to co-produce char and pyrolysis liquid was at 500 °C temperature and 10 °C/min of heating rate, yielding 28.97% char and 55.46% liquid. The principal compounds of pyrolysis liquid were water, acetic acid, glycolaldehyde, 1-hydroxy-2-propanone, methanol, formic acid, levoglucosan, furfural, followed by some phenol compounds and guaiacol derivatives. Pyrolysis liquid also exhibits anti-fungal and anti-termite activity at relatively low concentrations in the Petri-dishes bioassays. When treated to beech and pine wood, pyrolysis liquid indicates good protection towards termites (Reticulitermes flavipes) and Basidiomycete fungi (Coniophora puteana and Rhodonia placenta, cubic rot and Trametes versicolor, a fibrous rot) at concentration 50% and 100%. However, it remains leachable when exposed to water or high humidity, which indicates that future studies should be conducted to find out how to decrease its leachability.Keywords: biomass, char, slow pyrolysis, sugarcane bagasse, pyrolysis liquid, wood protection
Bewg, William P. "Investigation of lignin biosynthesis in sugarcane for improved lignocellulosic ethanol production." Thesis, Queensland University of Technology, 2015. https://eprints.qut.edu.au/86088/1/William_Bewg_Thesis.pdf.
Full textRamirez, Jerome Luigi A. "Modelling a commercial-scale bagasse liquefaction plant using ASPEN Plus." Thesis, Queensland University of Technology, 2018. https://eprints.qut.edu.au/120019/1/Jerome_Ramirez_Thesis.pdf.
Full textMorais, Alaine Patrícia da Silva [UNESP]. "Estudo do pré-tratamento do bagaço de cana-de-açúcar e caracterização físico-química." Universidade Estadual Paulista (UNESP), 2010. http://hdl.handle.net/11449/90481.
Full textCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
O bioetanol é um combustível produzido por meio da fermentação do açúcar do caldo da cana, que representa apenas um terço do carbono (energia), presente na planta. Atualmente, estão sendo feitos esforços para o aproveitamento do restante da biomassa, divididos entre as folhas e bagaço do colmo. Esta biomassa lignocelulósica poderia ser aproveitada para produção de etanol, desde que submetida a processos hidrolíticos químicos (ácidos e bases) e enzimáticos gerando açúcares fermentescíveis. Pela fermentação alcoólica é possível a produção de etanol a partir da mistura de açúcares liberados. Neste trabalho procurou-se a padronização de procedimentos para avaliar o pré-tratamento físico e químico do bagaço da cana-de-açúcar, aliado a diferentes tratamentos térmicos a partir de duas granulometrias de bagaço (1,1 e 2,5 mm). Para o delineamento experimental, utilizou-se tratamentos ajustados em fatorial 4 X 5, sendo que as variáveis foram a influência do tempo de pré-tratamento (0, 15, 30, 45 e 60 minutos) e concentração de ácido sulfúrico (H2SO4) a 7 e 9%. Estes fatores exerceram influência sobre o desempenho da pré-hidrólise, medido pela liberação açúcares redutores (AR) na solução e a % de espécies químicas no bagaço prétratado
Bioethanol fuel is produced through the fermentation of sugar cane juice, which representes only a third of the carbon (energy) present in the plant. Currently, efforts are being made to the use of the remaining biomass, divided among the leaves and seed stalk. This lignocellulosic biomass could be used for ethanol production, provided that undergo hydrolytic process chemicals (acids and bases) and enzymatic generating fermentable sugars. For fermentation is possible to produce ethanol from mixed sugars released. This research is the standardization of procedures to assess the pre-treatment physical and chemical properties of bagasse from sugar cane, coupled with different thermal treatments from two particle sizes of mulch (1,1 and 2,5 mm). For this experiment, we used adjusted treatments in a factorial 4 x 5, and the variables were the influence of time of pretreatment (0, 15, 30, 45 and 60 minutes) And concentration of sulfuric acid (H2SO4) 7 and 9%. These factors have exerted influence on the performance of pre-hydrolysis, measured by the release sugars (RS) in the solution, and% of chemical species in the pretreated bagasse
Castro, Gomez Raul Jorge Hernan. "Sacarificação da hemicelulose do bagaço de cana de açucar e sua fermentação por pachysolen tannophilus." [s.n.], 1985. http://repositorio.unicamp.br/jspui/handle/REPOSIP/255822.
Full textTese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos e Agricola
Made available in DSpace on 2018-07-15T03:27:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CastroGomez_RaulJorgeHernan_D.pdf: 6640888 bytes, checksum: ab9364527326586d259e2a933e250d9a (MD5) Previous issue date: 1985
Resumo: A informação apresentada neste trabalho mostra os resultados da pesquisa na produção de glicose e xilose do bagaço de cana de açúcar e sua subsequente fermentação a -etanol peIa levedura PaehysoZen tannophiZus NRRL y-2460. O bagaço de cana de açúcar foi submetido a processos de pré-tratamentos com alcali e de explosão -autohidrólise antes da sua sacarificação enzimática e ácida com celulases do Triehoderma reesei QM 94Z4 e com solução 5% de H2S04, respectivamente. Quando o bagaço de cana de açúcar foi tratada a 2000C durante 4,0 minutos com uma relação água: bagaço de 8:1, o rendimento de extração da hemicelulose pelo pré-tratamento, com alcali, forneceu uma fração fermentecível a etanol. Após a neutralização da solução até pH 5,0, a hemicelulose foi recuperada do filtrado obtido no pré-tratamento com alcali por uma precipitação com álcool etilico (95%), seguido de um processo de deslignificação com etanol à 700C por 4 horas. Ambas frações de hemicelulose, do processo de explosão - autohidrólise (fração IV) e do pré-tratamento com alcali (fração 11) foram submetidos a uma hidrólise ácida e enzimática. A sacarificação foi inibida por substâncias de baixo peso molecular não voláteis, introduzidas pelo processo de explosão-autohidrólise do bagaço de cana de açúcar. Estas substâncias inibidoras foram eliminadas por um processo de diálise. A eficiência da sacarificação foi de 36-94%, depedendo da concentração de sólidos presentes no líquido de autohidrólise. O maior grau de sacarificação correspondeu a fração de hemicelulose obtida pelo pré-tratamento alcalino (fração II) seguida da fração de hemicelulose dialisada, obtida pelo processo de explosão-autohidrólise (fração IV). A levedura pachysoLen tannophiLus NRRL y-2460 foi capaz de transformar a D-xilose, D-glicose e ambos hidrolisados do bagaço de cana de açúcar obtidos de acordo ao indicado acima, a etanol, sob as condições de fermentação de 32oC, 200 rpm., e pH 2,5-3,0. Meios de cultura contendo urna concentração inicial de 24,5 9 de D-xilose/L, rendeu 0,158 9 de etanol/g de D-xilose consumida. Durante a fermentação alcoólica da D-glicose à concentração inicial de 21,5 9 de D-glicose/L, a produção de etanol foi 0,384 g/g de D-glicose consurnida. A fermentação aIcoólica dos hidrolisados enzirnáticosdas frações IV e II do bagaço de cana de açúcar, produziram 0,098 e 0,10 9 de etanol/ 9 de açúcar redutor consumidos resp~ctivamente. Os hidrolisados ácidos destas frações produziram muito pouco ou nada de etanol. Os baixos rendimentosde etanol foram o resultado das condições sub-ótimas de fermentação, principalmente à condição de aeração que favoreceu a formação de biomassa
Abstract: The information presented in this work covers research findings on the pJ:ioduétii'on 'of glucose an xylose from sugar cane bagasse and the subsequentdirect fermentation of those sugars to obtain ethanol by the yeast PaahysoZentannophiZus NRRL y-2460. Sugar cane bagasse was subjected to heat explosion and alkali pre-treatments prior to enzymatic and acid saccharification with T~iahode~ma ~ee8ei QM 94Z4 cellulases and 5% H2S04 solution, respectively. When the sugar cane bagasse was. treated at 2009C for 4 minutes at a water-to-solids ratio of 8:1, the yield of hemicellulose extration was maximum. A sodium hydroxide extration yielded a hemicellulose fraction available for fermentation to ethanol. After the neutralization of the solution to pH 5.0, the hemicelulose was recovered from the liquid filtrates of the alkali pre-treatment, by ethylalcohol (95%) precipitation followed by deslignification with ethanol at 709C for 4 hours. Both hemicellulose fractions from the heat explosion (fraction IV) and alkali pre-treatments (fraction 11), were subjected to enzymatic and acid hydrolyses. The saccharification was inhibited by low molecular weight-non volatile substances, introduced by the heat explosion process of the sugar cane bagasse. Those inhibitory substances were eliminated by a dialyzed processo The saccharification efficie~cy was between 36 and 94%, depending of the solids concentration presen't in the auto-hydrolyzed liquido The highest degree of saccharification corresponded to the hemicellulose fraction obtained by the alkali pre-treatment (fraction lI), fo11owed by the dia1yzed hemice11u1ose rãction obtained from the heat exp1osion process (fraction IV) . The yeast PaahysoZen tannophiZus NRRL y-2460 was found to be capab1e of converting D-xilose, D-g1ucose and both enzymatic hydro1ysates from sugar cane bagasse, obtained by theOabove mentioned pre-treatments, to ethanol under the fermentation conditions of 32QC, 200 rpm and pH 2.5-3.0 Batch cu1ture initia11y containing 24.5 go of D-xylose/t, yie1ded 0.158 9 of ethanol/g of D-xylose consumed. During D-glucose fermentation at an initia1 concentration of. 21.5 9 of D-glucose/L the productti.on of ethanol of the enzymatic hydrolysates of the hemicel1ulose fraction of the sugar cane bagasse, gave 0.098 and 0.10 9 ethanol/g of reducing . sugars consumed for fractions IV and 11, respectively. Both acid hydrolysates of these fractions gave negligible quantities of ethanol. The low yield of ethanol obtained were the.result of the sub-optimal fermentation conditions, particularly the aeration condition through out the process which promote mainly biomass production
Doutorado
Doutor em Ciência de Alimentos
Masiero, Maria Olivia Campos. "Avaliação da tolerância de leveduras a um coquetel de inibidores que simula um hidrolisado de bagaço de cana quando adicionado a um meio sintético /." Araraquara [s.n.], 2011. http://hdl.handle.net/11449/88022.
Full textCoorientador: Karen F. de Oliveira.
Banca: Sandra Regina Pombeiro Sponchiado
Banca: Nilce maria Martinez Rossi
Resumo: A biomassa lignocelulósica contém quantidades significativas de fontes de carbono, sendo assim uma fonte de energia renovável. O presente trabalho teve como objetivo estabelecer meios líquidos e sólidos para o estudo dos efeitos dos inibidores presentes nos hidrolisados do bagaço de cana-de-açúcar e, por fim, estabelecer um coquetel de inibidores que permitisse o crescimento e a fermentação da levedura Saccharomyces cerevisiae no meio líquido estabelecido. Por esta razão, o conjunto de resultados deste trabalho compreende três partes. A primeira parte foi dedicada ao estabelecimento de meios sólidos e líquidos para comparação de leveduras na presença do inibidor mais abundante do hidrolisado do bagaço de cana, o ácido acético. No meio sólido YPD, as diferentes linhagens de leveduras ensaiadas sofreram menos os efeitos inibitórios deste ácido do que o meio sintético solidificado. Em meio líquido, foi necessário adicionar 2% de extrato de levedura para ativar o crescimento da levedura 63M, mas este efeito foi suprimido em presença de ácido acético. As variações em pH inicial (3,5 - 5,5) afetaram mais a produção de etanol do que a biomassa, ao passo que a viabilidade não variou. A segunda parte deste trabalho foi dedicada ao estabelecimento de um meio sintético que permitisse o crescimento e fermentação da linhagem 63M em presença de ácido acético. O aumento de 33% em biomassa na presença de 83 mmol/L de ácido acético foi devido à elevação da glicose (10-18%) e do inóculo (5-10 mg/mL). As concentrações crescentes e variadas de ácido acético em meio sintético foi utilizado para estudar seus efeitos sobre o crescimento (inibição acima de 50 mmol/L), a viabilidade (acima de 250 mmol/L) e a produção de etanol (acima de 83 mmol/L). As concentrações de outros inibidores... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)
Abstract: Lignocellulosic biomass contains significant quantities of carbon sources, being a renewable energy source. The aim of the present work was to determine liquid and solid media for the study of the effects of inhibitors present in hydrolysates of sugarcane bagasse, and to establish a cocktail of inhibitors that allow the growth and the fermentation of the yeast Saccharomyces cerevisiae in the liquid medium established. Thus, the results of this work consist of three parts. The first part was dedicated to establishing solid and liquid media in order to compare different yeast strains in the presence of the most abundant inhibitor found in hydrolysates of sugarcane bagasse, the acetic acid. On YPD solid medium, this acid had less inhibitory effect on the different yeast strains tested than on the synthetic solid medium. In liquid medium, it was necessary to add 2% yeast extract to activate the growth of the strain 63M, but this effect was abolished in the presence of acetic acid. Variations in the initial pH (3.5 - 5.5) affected more the ethanol production than the biomass, while the viability was not influenced. The second part of this work was dedicated to establishing a synthetic medium that allows the growth and fermentation of the strain 63M in the presence of acetic acid. The 33% increase in biomass in the presence of 83 mmol/L acetic acid was due to the high glucose concentration (10-18%) and inoculum (5-10 mg/mL) used. The increasing concentrations of acetic acid in the synthetic medium were used to study its effects on growth (inhibition above 50 mmol/L), viability (over 250 mmol/L) and ethanol production (above 83 mmol/L). The concentrations of the other inhibitors had different limits of tolerance by the yeast... (Complete abstract click electronic access below)
Mestre
Rainey, Thomas James. "A study into the permeability and compressibility of Australian bagasse pulp." Thesis, Queensland University of Technology, 2009. https://eprints.qut.edu.au/30394/1/Tom_Rainey_Thesis.pdf.
Full textRainey, Thomas James. "A study into the permeability and compressibility of Australian bagasse pulp." Queensland University of Technology, 2009. http://eprints.qut.edu.au/30394/.
Full textMarques, Marina Paganini [UNESP]. "Determinação das condições ótimas de fermentação para produção de enzimas celulolíticas pelo fungo Aspergillus niger derivado-marinho, utilizando diferentes subprodutos agroindustriais." Universidade Estadual Paulista (UNESP), 2014. http://hdl.handle.net/11449/142953.
Full textMarques, Marina Paganini. "Determinação das condições ótimas de fermentação para produção de enzimas celulolíticas pelo fungo Aspergillus niger derivado-marinho, utilizando diferentes subprodutos agroindustriais /." Araraquara, 2014. http://hdl.handle.net/11449/142953.
Full textCo-orientador: Rubens Monti
Banca: Heloiza Ferreira Alves do Prado
Banca: Luis Henrique Souza Guimarães
Banca: Sarita Candida Rabelo
Banca: Sandra Helena Cruz
Resumo: Não disponível.
Abstract: Not available.
Doutor
Macedo, Pamela Camargo. "Avaliação do desempenho de argamassas com adição de cinza do bagaço de cana-de-açúcar /." Ilha Solteira : [s.n.], 2009. http://hdl.handle.net/11449/91450.
Full textBanca: Haroldo de Mayo Bernardes
Banca: Malik Cheriaf
Resumo: O setor sucro-alcooleiro vem se expandindo nos últimos tempos, alavancado principalmente pelo advento da bioenergia. No Brasil, a produção de cana-de-açúcar vem avançando em áreas destinadas à pecuária extensiva e a outras culturas importantes como a soja, o milho e a laranja e concerne à geração de energia elétrica pela queima do bagaço (cogeração) e ao uso de etanol como combustível de veículos automotores. Contudo, a produção de açúcar, álcool e energia a partir da cana-de-açúcar pode causar problemas ambientais em decorrência da geração de resíduos como a cinza do bagaço de cana-de-açúcar. Diante do panorama mundial de crescimento do setor sucro-alcooleiro aliado ao desenvolvimento sustentável, é de grande importância a realização de estudos que visem o aproveitamento destes resíduos. Deste modo, este trabalho mostra a viabilidade técnica da utilização da cinza resultante do processo de queima do bagaço para a geração de energia como adição mineral, em argamassas. Foram realizados ensaios de caracterização química, difração de raios-X, microscopia eletrônica de varredura e atividade pozolânica da cinza do bagaço de cana-deaçúcar. Além disto, um estudo da moagem do material foi realizado, juntamente com a composição de argamassas contendo a cinza em diversos teores de substituição ao agregado miúdo. Através da resistência à compressão e à tração por compressão diametral e módulo de elasticidade, foram analisadas suas propriedades mecânicas. Também foram verificadas algumas propriedades relacionadas com a durabilidade do material, como a retração por secagem, absorção por capilaridade e reatividade acelerada pelo método acelerado de expansão em barras de argamassa
Abstract: The sugar-alcohol sector has expanding in the last years, mainly due to advent of the renewable energy sources and bioenergy. In Brazil, the sugarcane production has advancing towards areas of cattle creation and agriculture, such as soya bean, corn and orange and concerning to electrical energy production through the burning bagasse and alcohol used like vehicle fuel. However, sugar, alcohol and energy production from sugarcane could cause other environmental problems in result to the wastes production such as sugarcane bagasse ash. In the presence of worldwide growth of sugar and alcohol industry and the sustainable development, it is very important the achievement of studies that reuse these wastes. Thus, this work shows technical viability on using sugar-cane bagasse ash (SCBA) obtained from sugar-cane bagasse burnt, as mineral addition, in mortars. It was made some tests on the SCBA, such as the chemical characterization, X-ray diffraction, pozzolanic activity, and also, images obtained by scanning electron microscope. Moreover, grinding of SCBA was carried out, and mortars were prepared with some different amounts of SBCA as replacement of fine aggregate by mass. Through the compressive strength, splitting tensile strength and modulus of elasticity its mechanical properties were verified, and also some properties related to material durability as drying shrinkage, water absorption by capillarity, potential alkali reactivity of aggregates by mortar-bar method
Mestre
Dam, Tuan Tu. "Development of new enzymes and microbial cells for the enhancement of livestock feeds based on sugarcane fibre." Thesis, Queensland University of Technology, 2021. https://eprints.qut.edu.au/211899/1/Tuan%20Tu_Dam_Thesis.pdf.
Full textMartínez, Avil Oscar Mauricio. "Fruit-like and rose-like aroma production via solid-state fermentation of sugarcane bagasse: process optimization and production strategies." Doctoral thesis, Universitat Autònoma de Barcelona, 2018. http://hdl.handle.net/10803/663837.
Full textEsta tesis se centra en la evaluación de la fermentación en estado sólido (FES) de residuos agroindustriales, como alternativa para la producción de aromas de valor añadido. Dos grupos de compuestos se consideraron como objetivos a estudiar. Los aromas frutales, que incluyen algunos compuestos volátiles como aldehídos, cetonas, alcoholes y ésteres. De estos, los ésteres alifáticos se consideran los de mayor valor añadido dado el olor a frutas que proveen. El segundo, los denominados aromas de rosas, conformados por el 2-feniletil alcohol (2-FA) y el 2-feniletil éster (2-FE); compuestos empleados como aditivos dado el olor a rosas que proveen. En ambos casos, el objetivo fue el desarrollo de bioprocesos basados en el uso de residuos, empleando como materias primas el bagazo de caña y las melazas de remolacha. Con este objetivo, se utilizó la levadura Generalmente Reconocida como Segura Kluyveromyces marxianus. La bioproducción de los aromas frutales se expone en la primera sección. Esta incluye la selección del sustrato, así como la evaluación preliminar de algunas de las variables que afectan al proceso. Una vez seleccionado el sustrato, la producción de estos compuestos ha sido evaluada a escala laboratorio en bioreactores de 0.5L operados por lotes. De allí se concluye que el proceso es significativamente afectado por la temperatura y el caudal de aire. Se encontró que la máxima producción de volátiles (incluidas todas las especies cuantificadas) fue de 161 mgVol por cada gramo de sustrato inicial en base seca (gST), a 40°C, 0.14 Lh-1g-1ST y adicionando un 35% de melazas. También, la máxima producción de ésteres fue alcanzada a 30°C, 0.11 Lh-1g-1ST y 25% de melazas, con 47 mgEstg-1ST. Finalmente, partiendo de la optimización del proceso por lotes, el proceso fue evaluado en escalas superiores (4.5 y 22L). Allí, la evaluación se enfocó en el efecto que tienen las estrategias de operación sobre el desempeño global del proceso. Así, la FES por lotes se comparó ante el proceso con mezclado intermitente y operando por lotes alimentados. Esta última estrategia resultó ser una herramienta que afecta positivamente la selectividad hacia los ésteres, mejorando además los índices de desempeño que describen el proceso. La bioproducción de aromas de rosa es el objetivo de la segunda sección. Inicialmente se aprecia la evaluación de la FES en bioreactores de 0.5L. Allí, se realizó un barrido inicial sobre las variables de operación que afectan el proceso, así como de algunas estrategias para mejorar la producción. Se encontró que la producción de 2-FA y 2-FE está asociada con la actividad microbiológica del K. marxianus, con lo cual extenderla es un factor que resulta decisivo para mejorar la producción. La adición de fuentes adicionales de carbono, o el uso de una alimentación fraccionada resultaron ser eficientes para mejorar la producción. Partiendo de los resultados a escala laboratorio, el proceso fue valorado a escalas mayores (1.6 y 22L) eliminando algunas de las limitaciones asociadas al trabajo a dicha escala como el control de temperatura y la esterilización de los sustratos. El análisis de esta parte se enfocó en el uso de estrategias de operación como herramientas para mejorar el desempeño global del proceso. Allí, la fermentación por lotes se contrastó ante la FES por lotes alimentados y empleando lotes secuenciales. Así, la producción alcanzada en el proceso por lotes de 17 mg2-FA+2-FE por gramo de sustrato inicial seco fue mejorada al implementar dichas estrategias, alcanzando 19.2 mg2-FA+2-FEg-1ST en el caso de lotes alimentados y 21 mg2-FA+2-FEg-1ST en los lotes secuenciales. De modo global, los resultados presentados constituyen un paso adelante en el desarrollo de la FES como alternativa para producir estos compuestos de valor añadido a partir de residuos agroindustriales.
This thesis focuses on the use of solid-state fermentation (SSF) as an alternative approach to the bioproduction of value-added aroma compounds through the valorization of selected agro-industrial residues. Specifically, two groups of objective aroma compounds have been studied. First, the fruit-like compounds, among which could be included a set of volatile scented species such as aldehydes, ketones, alcohols and esters. From these, the straight-chain esters could be catalogued as those more appreciated due to their high fruit-like aroma profile. The second group of species studied here are the semi-volatile compounds known as rose-like compounds, which are constituted by 2-phenethyl alcohol (2-PE) and 2-phenethyl acetate (2-PEA), two value-added species widely used as additives due to the rose-like odor they provide. In both cases, the aim was to develop residue-based bioprocesses using as raw materials the agro-industrial residue sugarcane bagasse (SCB) and the industry by-product sugar beet molasses (SBM). With this aim, the Generally Recognized As Safe (GRAS) yeast Kluyveromyces marxianus was used in the study. Developments related to the bioproduction of fruit-like compounds are exposed in the first section of the thesis. They include the initial substrate screening and an initial assessment of the operational variables affecting the process. Then, the optimization of the fruit-like compounds production in a batch SSF at 0.5 L system is developed. In that sense, it was found that the bioproduction is significantly affected by operational variables like the temperature and the air flow rate. While the maximum volatile production (including all the quantified species) was 161 mgVol per gram of dry substrate (g-1TS) at 40°C, 0.14 L h-1 g-1TS and 35% SBM, the ester species were maximized at 30°C, 0.11 L h-1 g-1TS and 25% SBM up to 47 mgEst g-1TS. Finally, based on the optimization of the batch SSF at lab scale, the evaluation of the process at bench-scale was performed (4.5 and 22 L scales). In this case, the analysis has been focused on the effects of some operational strategies named intermittent mixing and fed-batch SSF in the global performance of the bioprocess. Fed-batch has shown interesting characteristics affecting the selectivity of the ester species and also improving some of the evaluated performance indices. Bioproduction of the rose-like compounds via SSF is the core of the second section of this thesis. In this case, the first part is devoted to the evaluation of the feasibility of the process under sterile conditions in a batch SSF 0.5 L system. It was found that extending the K. marxianus activity is a key factor to increase the 2-PE and 2-PEA production. In this sense, by adding supplementary carbon sources to the media or splitting the substrate load (as a manner of a fed-batch mode) resulted in efficient and consistent ways to promote the biotransformation of these compounds. Based on the results at 0.5 L, the process was further evaluated at bench-scale (1.6 and 22 L scales) by releasing some of the constraints found at lab-scale such as the temperature control and the sterilization of the substrates. Again, the analysis was focused on the assessment of the operational strategies fed-batch and sequential-batch as alternative approaches to enhance the global behavior of the process. Here, strategies have succeeded increasing the 2-PE and 2-PEA production from 17 mg2-PE+2-PEA per gram of dry substrate (g-1TS) in a batch scenario, up to 19.2 mg2-PE+2-PEA g-1TS by using a fed-batch approach, and until 21 mg2-PE+2-PEA g-1TS through a sequential-batch. Overall, the results exposed in this thesis represent a step forward in the development of SSF as an alternative approach for producing valuable aroma compounds from agro-industrial wastes.
Kipper, Pablo Gomes. "Estudos da pré-hidrólise ácida do bagaço de cana-de-açúcar e fermentação alcóolica do mosto de xilose por Pachysolen tannophilus /." Rio Claro : [s.n.], 2009. http://hdl.handle.net/11449/94988.
Full textBanca: Dejanira de Franceschi de Angelis
Banca: Sandra Regina Ceccato-Antonini
Resumo: A utilização de solvente Organosolv em condições de acidez e temperaturas elevadas para a realização da deslignificação de bagaço de cana e hidrólise da fração de hemicelulose tem sido muito estudada e existem muitos parâmetros experimentais já descritos na literatura. Tem sido obtidos bons resultados de deslignificação e hidrólise parcial do bagaço a partir do prétratamento ácido com solvente Organosolv utilizando misturas de etanol e água, normalmente em proporções iguais de volume de cada. Este estudo descreve um método de deslignificação e hidrólise da hemicelulose do bagaço da cana combinando a utilização da mistura dos solventes orgânicos, acetona e álcool, com água e solução ácida diluída. A mistura do solvente organosolv (acetona+álcool/água - 1:1 v/v), concentração ácida de 0,5 - 2,0% de H2SO4, e tempo de reação de 30 a 120 minutos e 5,0% de bagaço (p/v) foi realizado para o pré-tratamento. O efeito do ácido, solvente e temperatura no rendimento e extensão da deslignificação e hidrólise da oram estudados. Os resultados obtidos indicam importantes diferenças no pré-tratamento ácido com solvente Organosolv, devido ao uso da acetona e concentração ácida empregados nos experimentos deste estudo. Os melhores resultados foram obtidos com 1,0% de H2SO4 e 120 °C. Sob estas condições o rendimento de açúcares obtidos da hidrólise ácida da porção de hemicelulose do bagaço de cana foi de 7.53%. Estes resultados demonstram um rendimento de açúcares fermentescíveis que podem ser utilizados como fonte de carbono para a fermentação alcoólica por Pachysolen tannophilus. A conversão de Xilose em etanol por Pachysolen tannophilus é relativamente ineficiente nas condições de fermentação estudada. Esta ineficiência é atribuída em partes, ao consumo de etanol pela levedura concorrente à sua produção, baixa eficiência... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)
Abstract: The utilization of Organosolv solvents under acid and high temperature conditions in the delignification and hemicelulose and cellulose hydrolysis of wood and bagasse has already been reported in the literature for several experimental parameters. Organosolv treatment of sugarcane bagasse has also been reported and has shown good results with ethanol-water mixtures, normally at volume ratios close to unit. This study describes a method of the delignification hemicelulose hydrolysis of sugarcane bagasse combining the use of ethanol+acetone/water mixtures and diluted acid solutions. Ethanol+acetone/water mixture (1:1 v/v), acid concentration of 0,5 - 2,0% of H2SO4, reaction times from 30 to 120 min, and 5,0% of sugarcane bagasse (w/v) was carried out for bagasse pre-treatment. The effect of acid, solvent and temperature on the yield and extent of delignification and hemicelulose hydrolysis was studied. The obtained results indicate important differences from the Organosolv process, which may be due to the presence of acetone and acid concentration employed in this work. The best results were obtained at 1,0% of H2SO4 and 120 °C. Under these conditions the sugar yield obtained from hemicelulose hydrolysis from sugarcane bagasse 7.53%. These results shows that the sugar yield obtained can be used as carbon source for Pachysolen tannophilus fermentation to produce ethanol. The conversion of D-xylose to ethanol by the yeast Pachysolen tannophilus is relatively inefficient in batch culture. The inefficiency has been attributed in part to concurrent utilization of ethanol, slow fermentation metabolism of the yeast and to the formation of xylitol and other by-products. The xylose concentration in the must was 2,0% during 120 hours of fermentation. The best ethanol yield was obtained in the first 24 hours, as the ethanol began to be consumed and the sugar concentration became low... (Complete abstract click electronic access below)
Mestre
Morais, Alaine Patrícia da Silva 1980. "Estudo do pré-tratamento do bagaço de cana-de-açúcar e caracterização físico-química /." Botucatu : [s.n.], 2010. http://hdl.handle.net/11449/90481.
Full textBanca: José Pedro Serra Valente
Banca: Luciana Francisco Fleuri
Resumo: O bioetanol é um combustível produzido por meio da fermentação do açúcar do caldo da cana, que representa apenas um terço do carbono (energia), presente na planta. Atualmente, estão sendo feitos esforços para o aproveitamento do restante da biomassa, divididos entre as folhas e bagaço do colmo. Esta biomassa lignocelulósica poderia ser aproveitada para produção de etanol, desde que submetida a processos hidrolíticos químicos (ácidos e bases) e enzimáticos gerando açúcares fermentescíveis. Pela fermentação alcoólica é possível a produção de etanol a partir da mistura de açúcares liberados. Neste trabalho procurou-se a padronização de procedimentos para avaliar o pré-tratamento físico e químico do bagaço da cana-de-açúcar, aliado a diferentes tratamentos térmicos a partir de duas granulometrias de bagaço (1,1 e 2,5 mm). Para o delineamento experimental, utilizou-se tratamentos ajustados em fatorial 4 X 5, sendo que as variáveis foram a influência do tempo de pré-tratamento (0, 15, 30, 45 e 60 minutos) e concentração de ácido sulfúrico (H2SO4) a 7 e 9%. Estes fatores exerceram influência sobre o desempenho da pré-hidrólise, medido pela liberação açúcares redutores (AR) na solução e a % de espécies químicas no bagaço prétratado
Abstract: Bioethanol fuel is produced through the fermentation of sugar cane juice, which representes only a third of the carbon (energy) present in the plant. Currently, efforts are being made to the use of the remaining biomass, divided among the leaves and seed stalk. This lignocellulosic biomass could be used for ethanol production, provided that undergo hydrolytic process chemicals (acids and bases) and enzymatic generating fermentable sugars. For fermentation is possible to produce ethanol from mixed sugars released. This research is the standardization of procedures to assess the pre-treatment physical and chemical properties of bagasse from sugar cane, coupled with different thermal treatments from two particle sizes of mulch (1,1 and 2,5 mm). For this experiment, we used adjusted treatments in a factorial 4 x 5, and the variables were the influence of time of pretreatment (0, 15, 30, 45 and 60 minutes) And concentration of sulfuric acid (H2SO4) 7 and 9%. These factors have exerted influence on the performance of pre-hydrolysis, measured by the release sugars (RS) in the solution, and% of chemical species in the pretreated bagasse
Mestre