Recent advances in xylitol production in biorefineries from lignocellulosic biomass: a review study

O avanço das práticas sustentáveis nas biorrefinarias desempenha um papel crucial na mitigação das emissões de carbono e na utilização eficiente dos recursos naturais, preservando o meio ambiente. As biorrefinarias, que convertem biomassa lignocelulósica em uma variedade de produtos, destacam-se pela capacidade de transformar resíduos em produtos de alto valor agregado. Entre os produtos da biorrefinaria, o xilitol destaca-se. Ele é obtido pela conversão da xilose presente na lignocelulose e oferece benefícios à saúde, sendo considerado uma molécula intermediária na produção de valiosos produtos químicos. Os métodos microbiológicos na produção de xilitol são cada vez mais reconhecidos como uma alternativa eficiente e ambientalmente amigável. Esses são alguns dos principais fatores discutidos nesta revisão, que visa demonstrar a rota biotecnológica de produção do xilitol com o uso de materiais lignocelulósicos. Vários estudos foram observados quanto à caracterização de diversos resíduos lignocelulósicos, e notou-se que o Eucalyptus globulus e a folha de bananeira apresentam altos teores de xilose. Ao se analisarem as pesquisas mais recentes relacionadas à produção de xilitol, foi identificada a possibilidade de coprodução de bioetanol na mesma rota biotecnológica de produção do xilitol. Por exemplo, estudos demonstraram que a mistura do bagaço e a palha da cana-de-açúcar, bem como o resíduo de palha de arroz, foram capazes de produzir níveis elevados de xilitol e etanol, atingindo 30,61 g/L de xilitol e 47,97 g/L de etanol e 34,21 g/L de xilitol e 2,12 g/L de etanol, respectivamente. Essas inovações não apenas promovem a sustentabilidade, mas também têm o potencial de gerar impactos positivos na economia global.The progression of sustainable practices in biorefineries is pivotal in mitigating carbon emissions and optimizing the utilization of natural resources, thereby preserving the environment. Biorefineries, which convert lignocellulosic biomass into a variety of products, distinguish themselves by efficiently transforming waste into high-value products. Xylitol stands out among biorefinery products. Derived from the conversion of xylose present in lignocellulose, it not only offers health benefits but is also considered an intermediate molecule in the production of valuable chemical products. Microbiological methods for xylitol production are increasingly acknowledged as efficient and environmentally friendly alternatives. These are some of the main factors discussed in this review, which aims to demonstrate the biotechnological route for producing xylitol through lignocellulosic materials. Several studies were observed to characterize various lignocellulosic residues, and it was noted that Eucalyptus globulusand banana leaves exhibit high levels of xylose. By analyzing the most recent researches related to xylitol production, the possibility of co-production of bioethanol using the same biotechnological route of xylitol production was identified. For instance, studies have shown that a combination of bagasse and sugarcane straw, as well as rice straw residue, are capable of producing substantial levels of xylitol and ethanol. The yields reached 30.61 g/L of xylitol and 47.97 g/L of ethanol, and 34.21 g/L of xylitol and 2.12 g/L of ethanol, respectively. These innovations not only promote sustainability but also have the potential to generate positive impacts on the global economy

BIORREFINARIAS. CARACTERIZAÇÃO DE BIOMASSAS RESIDUAIS DO TOCANTINS POR ESPECTROSCOPIA NIR ALIADA A QUIMIOMETRIA VISANDO A OBTENÇÃO DE INSUMOS QUÍMICOS E CONDICIONADORES DE SOLO

The multivariate calibration associated with NIR spectroscopy was used to determine the energy and quality parameters of the coffee biomass as an alternative method to the current reference methods. In addition to determining multiple chemical constituents in a short time interval, the proposed method is cheaper than traditional and minimizes waste generation. Thus, the multivariate calibration models employing partial least squares regression (PLS) were applied to spectra obtained by the near infrared were developed to predict the following properties of the coffee bark: moisture, ash, fixed carbon and volatile content. Significant results were obtained with R2 cal, val values ​​higher than 0.76, relative errors lower than 12.00%, low number of anomalous samples removed, and a low number of factors were required for the construction of the calibration models. Therefore, the method proposed in this study shows the relevance of the methodology used, both from the economic point of view when evaluating the quality parameters (because it is a more cost-effective method), and also environmental, since waste from the industry Of coffee were used and demonstrated the potential of use for energy production.Se utilizó la calibración multivariante asociado con NIR espectroscopia para determinar los parámetros de energía y la calidad de la biomasa de café como un método alternativo a los métodos de referencia existentes. Además de determinar varios componentes químicos en un corto intervalo de tiempo, el método propuesto es más barato que el tradicional y reduce al mínimo la generación de residuos. Por lo tanto, los modelos de calibración multivariante mediante regresión por mínimos cuadrados parciales (PLS) se aplicaron a los espectros obtenidos por infrarrojo cercano se han desarrollado para predecir los siguientes café vainas propiedades: humedad, cenizas, carbono fijo y de contenido volátil. se obtuvieron resultados significativos con R2 cal, val mayor que 0,76, errores relativos a menos de 12.00%, bajo número de muestras anómalas retirados y aún bajo número de factores fueron necesarios para la construcción de modelos de calibración. Así, el método propuesto en este estudio pone de relieve la importancia de la utilización de la metodología, tanto desde el punto de vista económico en la evaluación de los parámetros de calidad (que es un método con una mejor relación coste / beneficio), así como del medio ambiente, como residuos de la industria el café se utilizaron y mostró su uso potencial para la producción de energía.A calibração multivariada associada à espectroscopia NIR foi utilizada para a determinação dos parâmetros energéticos e de qualidade da biomassa de café, como método alternativo aos atuais métodos de referência. Além de determinar múltiplos constituintes químicos em um curto intervalo de tempo, o método proposto é mais barato que o tradicional e minimiza a geração de resíduos. Dessa maneira, os modelos de calibração multivariados empregando regressão por mínimos quadrados parciais (PLS) foram aplicados nos espectros obtidos pelo infravermelho próximo foram desenvolvidos para predizer as seguintes propriedades da casca de café: umidade, cinzas, carbono fixo e teor de voláteis. Resultados significativos foram obtidos, com R2 cal, val superiores a 0.76, erros relativos inferiores a 12,00%, baixo número de amostras anômalas removidas e ainda baixo número de fatores foram necessários para a construção dos modelos de calibração. Sendo assim o método proposto neste trabalho evidencia a relevância da utilização da metodologia, tanto do ponto de vista econômico quando se avalia os parâmetros de qualidade (por ser um método com melhor relação custo/benefício), como também ambiental, já que resíduos da indústria de café foram utilizados e demonstraram potencial de aproveitamento para produção de energia

Estudo de Análise Termogravimétrica de Diferentes Biomassas Lignocelulósicas Utilizando a A análise por Componentes Principais

O comportamento térmico de biomassas lignocelulósicas utilizando a termogravimetria e a termogravimetria derivada são importantes, pois relatam a presença de constituintes químicos, tais como hemicelulose, celulose e lignina. E a utilização de uma análise exploratória multivariada, como a análise por componentes principais (PCA) é útil no sentido de agrupar termogramas com perfis semelhantes. Assim biomassas de capim, café, engaço de banana e açaí com comportamentos semelhantes apresentaram maior degradação térmica atribuída à decomposição da hemicelulose, enquanto que para a decomposição da celulose as amostras de arroz, serragem e soja. Observa-se que todas as dez amostras de biomassa exibem tendência semelhante de perda de peso associada à decomposição da lignina

Predição por calibração multivariada dos parâmetros de qualidade de biomassas de café

http://dx.doi.org/10.5902/2179460X17124The real time prediction of the quality of the coffee biomass parameters allow greater efficiency in the energy industry and its production process, allowing the determination of multiple chemical components, while avoiding the extensive sample preparation. Multivariate calibration models using spectra obtained by near infrared spectroscopy (NIR) have been developed to predict the following properties of coffee: moisture, ash, fixed carbon and volatile content. Satisfactory results were obtained demonstrating the importance of methodology from the economic point of view, but also environmental, since residues from the coffee industry (husks) were evaluated and demonstrated use of potential.A previsão em tempo real dos parâmetros de qualidade das biomassas de café permite uma maior eficácia nas indústrias e no seu processo de produção de energia, permitindo a determinação de múltiplos constituintes químicos e evitando simultaneamente a extensa preparação da amostra. Modelos de calibração multivariada utilizando espectros obtidos pelo infravermelho próximo (NIR) foram desenvolvidos para prever as seguintes propriedades do café: umidade, cinzas, carbono fixo e teor de voláteis. Resultados satisfatórios foram obtidos demonstrando a importância da metodologia sob o ponto de vista econômico, mas também ambiental, já que resíduos da indústria de café (cascas) foram avaliados e demonstraram potencial de aproveitamento.

“MULHERES NAS CIÊNCIAS EXATAS E TECNOLOGIAS”: PERCEPÇÕES DE CONCLUINTES DO ENSINO MÉDIO DE DISTINTOS AMBIENTES SOCIOEDUCACIONAIS

This study aimed to reflect on the presence of women in the exact sciences and technologies areas, from the perspective of the narratives of high school graduates, from two schools located in different socio-educational environments of a brazilian capital: one, being public and in a region of social vulnerability, and the other, particularly in the downtown area. This study was conducted using the focal group as a methodology for obtaining data, which allowed us to access the imaginary and opinions of these adolescents. The discussions raised in the focus groups were recorded, transcribed and subjected to content analysis. The results were discussed especially in the light of gender studies. The analyzes carried out in the development of the study indicate that the adolescents from both schools have convergent perceptions in several points that evidence the existence of gender stereotypes in science.Este estudio tuvo como objetivo reflexionar sobre la presencia de mujeres en las áreas de Ciencias Exactas y Tecnologías, en la perspectiva de las narrativas de egresados ​​de secundaria, de dos escuelas ubicadas en diferentes entornos socioeducativos de una capital brasileña: una, ser pública y en región de vulnerabilidades sociales, y la otra, particularmente la zona central de la ciudad. Este estudio se realizó utilizando el grupo focal como metodología para la obtención de datos, lo que nos permitió tener acceso al imaginario y opiniones de estos adolescentes. Las discusiones planteadas en los grupos focales fueron grabadas, transcritas y sometidas a análisis de contenido. Los resultados se discutieron especialmente a la luz de los estudios de género. Los análisis realizados en el desarrollo del estudio muestran que los adolescentes de ambas escuelas tienen percepciones convergentes en varios puntos que evidencian la existencia de estereotipos de género en la ciencia.Este estudo propôs-se a refletir acerca da presença das mulheres nas áreas de Ciências Exatas e Tecnologias, na perspectiva das narrativas de alunas concluintes do Ensino Médio, de duas escolas localizadas em distintos ambientes socioeducacionais de uma capital brasileira: uma, sendo pública e em região de vulnerabilidades sociais, e a outra, particular da área central da cidade. Este estudo foi realizado utilizando-se como metodologia de obtenção dos dados o grupo focal, que nos permitiu ter acesso ao imaginário e às opiniões destas adolescentes. As discussões levantadas nos grupos focais foram gravadas, transcritas e submetidas à análise de conteúdo. Os resultados foram discutidos especialmente à luz dos estudos de gênero. As análises realizadas no desenvolvimento do estudo apontam que as adolescentes de ambas as escolas possuem percepções convergentes em diversos pontos que evidenciam a existência de estereótipos de gênero na ciência

AVALIAÇÃO DE DIFERENTES PRÉ-TRATAMENTOS QUÍMICOS EM BIOMASSAS DE BARU PARA OBTENÇÃO DE BIOPRODUTOS

Baru (Dipteryx alata Vog.) has great energy potential for the production of bioproducts from the pericarp and mesocarp. The objective of this work was to characterize baru residual biomass (endocarp and mesocarp) to obtain bioproducts in biorefineries processes. Each sample was analyzed in duplicate and the average spectrum was used. Approximate analyzes of humidity, ash, VMC, FC and organic matter were performed. The biomasses were pretreated with peroxidatives and alkaline solution submitted to acid hydrolysis for sugar production. The physicochemical characterization showed that, in general, the endocarp and mesocarp biomass of baru can provide a range of value added products, as their parameters fit the biorefinery requirements, such as: high carbohydrate content, low carbon content. moisture, extractives and ashes. Higher lignin contents contribute to the obtaining of aromatic inputs and coal, which were obtained for the raw epicarp.O baru (Dipteryx alata Vog.) possui grande potencial energético para a produção de bioprodutos, a partir do pericarpo e mesocarpo. O objetivo do trabalho foi caracterizar a biomassa residual (endocarpo e mesocarpo) de baru para a obtenção de bioprodutos em processos de biorrefinarias. Cada amostra foi analisada em duplicata e o espectro médio foi utilizado. Foram realizadas análises aproximadas de umidade, cinzas, VMC, FC e matéria orgânica. As biomassas foram pré-tratadas com peroxidativos e solução alcalina submetidos à hidrólise ácida para produção de açúcares. As caracterizações físico-químicas mostraram que, em geral, as biomassas do endocarpo e mesocarpo de baru podem fornecer uma gama de produtos de valor agregado, pois seus parâmetros se encaixam nas exigências da biorrefinaria, tais como: alto teor de carboidratos, baixo teor de umidade, extrativos e cinzas. Maiores teores de lignina contribuem para a obtenção de insumos aromáticos e carvão, do qual foram obtidos para o epicarpo bruto

Extração e caracterização química do óleo da semente de nim (Azadirachta indica)

The neem tree (Azadirachta indica A. Juss) is known for its therapeutic, pesticide, fertilizer and pharmacological properties. Due to these attributes, this tree has economic potential and continues to be used worldwide. For oil extraction, the Sohxlet system was used, for the extraction and characterization of volatiles, the HS-SPME/GC-MS method was used, and the fatty acid profile was characterized by GC-FID. The average yield obtained from the oil was 23%. A total of 34 volatile compounds were detected, of which 9 were identified by Kovat's index: 2-methyldecane, 3-methyldecane, 4-methyldecane, 2-methylundecane, 3-methylundecane, 3,4-dimethylthiophene, 2,5-diol- 3-hexane, 1,2,3-trimethylbenzene and buticyclohexane. In addition to the volatiles in the oil, 7 fatty acids were found; oleic acid, linoleic acid, palmitic acid and stearic acid, with the oil extracted from the seeds having the highest concentration of oleic acid and linoleic acid in commercial neem oil. Given the presence of these chemical compounds in neem oil, it is suggested, for subsequent investigations, the isolation and application of organosulfur compounds as insecticides. The extraction of oil from flowers and neem seeds with solvents that are less harmful to the environment, together with its application, makes it possible to evaluate its pesticide potential. In addition, it is essential to evaluate the influence of neem on the bee population, analyzing cases of mortality and seeking solutions to avoid environmental damage. Additionally, the viability of neem oil as an industrial and hospital cleaning product is highlighted, exploring antimicrobial, antibacterial and biodegradable properties.A árvore nim (Azadirachta indica A. Juss) é conhecida por suas propriedades terapêuticas, pesticidas, fertilizantes e farmacológicas. Devido a esses atributos, essa árvore tem potencial econômico e continua sendo utilizada mundialmente. Para a extração do óleo foi utilizado o sistema Sohxlet, para a extração e caracterização dos voláteis foi utilizado o método HS-SPME/CG-EM e o perfil de ácidos graxos foi caracterizado por CG-DIC. O rendimento médio obtido do óleo foi de 23%. Foram detectados 34 compostos voláteis, dos quais 9 foram identificados pelo índice de Kovat: 2-metildecano, 3-metildecano, 4-metildecano, 2-metilundecano, 3-metilundecano, 3,4-dimetiltiofeno, 2,5-diol- 3-hexano, 1,2,3-trimetilbenzeno e buticiclohexano. Além dos voláteis no óleo, foram encontrados 7 ácidos graxos; ácido oleico, ácido linoleico, ácido palmítico e ácido esteárico, entre esses a maior concentração encontrada foi de ácido oleico e ácido linoleico. Diante da presença destes compostos químicos no óleo de nim, sugere-se, para investigações subsequentes, o isolamento e aplicação dos compostos organossulfurados como inseticidas. A extração do óleo das flores e sementes de nim com solventes menos prejudiciais ao meio ambiente, juntamente com sua aplicação, possibilita a avaliação de seu potencial pesticida. Além disso, é fundamental avaliar a influência do nim na população de abelhas, analisando casos de mortalidade e buscando soluções para evitar danos ambientais. Adicionalmente, destaca-se a viabilidade do óleo de nim como produto de limpeza industrial e hospitalar, explorando as propriedades antimicrobianas, antibacterianas e propriedades biodegradáveis

AMBIENTE: UMA PALAVRA, MÚLTIPLAS DEFINIÇÕES

Os diferentes usos de ambiente e suas múltiplas correlações com outros termos, a exemplo de meio ambiente, dificultam a elaboração de uma clara e objetiva definição. Assim, este trabalho tem como objetivo apresentar, de maneira exploratória, as definições expostas nos principais dicionários de uso recorrente da língua portuguesa no Brasil, bem como nos sítios on-line dos principais programas de pós-graduação da área de Ciências Ambientais no Brasil, e, por fim, nas obras Epistemologia ambiental, de Enrique Leff, e Ambiente e território, de Marcelo Lopes de Souza, autores que se propõem a realizar uma reflexão crítica sobre os marcos conceituais. Com uso de técnicas quantitativas (nuvem de palavras) e técnicas qualitativas (quadro analítico), seguidas da sistematização das acepções nas obras citadas. Nota-se que os sentidos de ambiente são variados, tanto no cotidiano como nas áreas de conhecimento científico, o que resulta em uma vasta polissemia. Na reflexão dos autores elencados, há apontamentos originais que assinalam para uma forma de estruturar e organizar o pensamento, para se criar um ramo de conhecimento, um campo de saber interdisciplinar através do diálogo entre ciências da natureza e da sociedade, entre diferentes saberes e práticas