Rozprawy doktorskie na temat „JATROPHA BIODIESEL”

Biodiesel is primarily produced by transesterification of edible oils. Increasing concern about using food supplies for fuel has generated interest in alternative raw materials. Furthermore, there are numerous steps between harvesting of oilseeds and final production of biodiesel that can be integrated, thereby simplifying the process and making it more suitable for distributed production. Hence, in this study, the production of biodiesel via in situ transesterification of non-edible Jatropha curcas seed has been investigated. The main aim was to investigate the parameters of the process, with a view to reducing the substantial excess of methanol required. A significant secondary aim was to investigate the possibility of utilising other compounds that come out from the process. “Design of experiments” was employed to study the parameters at lab-scale, with the matrix boundary being determined beforehand using one-at-a-time experiments. The reduction of methanol excess was attempted by use of two co-solvents, hexane and diethylmethane (DEM), and by replacing methanol with methyl acetate. It was found that in situ transesterification run using particle sizes below 0.71 mm, a 400:1 molar ratio of methanol to oil, 60 minutes, and a minimum of 300 rpm mixing intensity yielded the highest biodiesel yield of 83 wt %. NaOH concentration and reaction temperature were not found to be significant variables, and were set at 1.0 N and 30oC respectively. DEM was a more effective co-solvent than hexane. The addition of DEM to the process at 400:1 molar ratio experiment increased the yield from 83 to 92 wt %. When methyl acetate was used to replace methanol, the requirement of molar ratio of solvent:oil reduced significantly to 175:1 to achieved 86.8 wt% of biodiesel. The solid meal was shown to contain substantial amounts of protein, making it a valuable co-product stream. Previously J. curcas meal had had little value as animal feed due to its toxicity, but this may be reduced or removed by this process.

Dissertação apresentada na Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa para obtenção do Grau de Mestre em Energia e Bioenergia
A espécie Jatropha curcas L. é uma planta selvagem pantropical que recentemente conquistou a atenção de investidores e cientistas enquanto matéria-prima para biodiesel. As opiniões positivas quanto a esta opção são abundantes, mas a falta de input científico extenso e intensivo impede uma avaliação clara de limitações e vantagens e, afinal, da sustentabilidade do sistema de biodiesel da Jatropha. A produção sustentável de energia corresponde a vários critérios e a sua ponderação deve incluir a análise ambiental de ciclo de vida. Este estudo pretende discernir, de modo genérico, o balanço ambiental, as fases de produção com maior impacto e as opções de produção com menor impacto do sistema de produção de biodiesel a partir de Jatropha. O estudo foi feito com base nas normas ISO14040 a 43. Os dados foram reunidos a partir de literatura e questionários enviados a investidores relevantes. A análise de impacte ambiental recorreu à ferramenta informática SimaPro®, com os métodos IMPACT2002+ e Ecoindicator99. A base de comparação é o sistema fóssil equivalente. Ambos os métodos apontaram para poupanças nas emissões de gases com efeito-estufa e de clorofluorocarbonetos e eficiência energética melhorada. Os potenciais de eutrofização e acidificação sofrem um agravamento. Os fertilizantes utilizados no cultivo constituem os principais responsáveis pelos impactes negativos. Os créditos provenientes do uso dos subprodutos dependem da categoria ambiental e do próprio uso. Porém, usar o bagaço das sementes como vector energético confere vantagem ao sistema. Pelo contrário, incluir passos adicionais de transporte na cadeia do biodiesel é desvantajoso. As conclusões são, todavia, restringidas pelas limitações inerentes à metodologia de análise de ciclo de vida. Além disso, o estado incipiente do desenvolvimento do sistema do biodiesel de Jatropha e do conhecimento envolvido dificultam a fiabilidade e aumentam a incerteza.

O esperado crescimento na demanda de biodiesel no mercado mundial tem impulsionado uma evolução constante em seu sistema de produção de forma a torná-lo mais eficiente e ambientalmente favorável. O presente trabalho teve como objetivo verificar o potencial do óleo de pinhão manso para obtenção de biodiesel pela via enzimática empregando etanol com agente acilante. Para alcançar o objetivo proposto, as atividades experimentais foram iniciadas pela adequação do óleo de pinhão manso bruto para sua utilização como matériaprima na reação de transesterificação, incluindo as etapas de degomagem, neutralização e secagem. O óleo tratado, após caracterização físico-química, foi utilizado nos testes de triagem do biocatalisador enzimático testando diferentes preparações de lipases (EC 3.1.1.3) tanto na forma livre como imobilizada em SiO2-PVA, para mediar à síntese de biodiesel em meio isento de solventes. Os testes indicaram que as lipases na forma imobilizada foram mais eficientes e permitiram selecionar os derivados imobilizados das lipases de Burkholderia cepacia e Pseudomonas fluorescens como as preparações mais adequadas para catalisar a síntese de biodiesel a partir do óleo de pinhão, com rendimentos reacionais de 93,18% e 85,67%, respectivamente. Na segunda etapa do trabalho, os derivados imobilizados selecionados foram testados na reação de interesse, mantendo-se fixa as condições reacionais (temperatura 45oC, 1:9 de razão molar óleo/etanol e 500 unidades de atividade lipolítica por grama de óleo), empregando reatores de vidro acoplados com condensador de refluxo, para evitar perda de etanol. O monitoramento da reação foi efetuado pela determinação dos ésteres etílicos formados (Cromatografia de fase gasosa) e viscosidade cinemática em amostras retiradas ao longo da reação. O produto transesterificado (biodiesel) foi purificado e submetido às análises para caracterização de suas propriedades físico-químicas, incluindo estudo reológico, espectroscopia de absorção na região do infravermelho (FTIR), análise termogravimétrica (TG) e ressonância magnética nuclear protônica (1H-RMN). Os resultados obtidos permitiram confirmar que a lipase de Burkholderia cepacia foi a preparação de lipase mais eficiente para mediar à síntese do biodiesel do óleo de pinhão manso, alcançando rendimento de transesterificação superior a 97% (72h). O biodiesel produzido manteve-se estável termicamente até 128oC e não sendo constatada contaminação do produto com glicerol ou água residual, assegurando a eficiência da etapa de purificação do produto transesterificado. Experimentos adicionais foram ainda efetuados sob irradiação de micro-ondas e os resultados obtidos indicaram que o aquecimento por micro-ondas constitui um procedimento potencial para a produção de biodiesel, tendo em vista a considerável redução do tempo global de reação. A estabilidade operacional da lipase imobilizada foi determinada em bateladas consecutivas sob aquecimento convencional e irradiação de micro-ondas, revelando um tempo de meia-vida do biocatalisador de 110 e 26,5h, respectivamente. A real contribuição da aceleração da reação por meio de irradiação de micro-ondas deverá ser reavaliada levando em consideração a acentuada perda da atividade sintética do biocatalisador.
The expected increase in the biodiesel demand worldwide has brought a constant evolution in its production system in order to make it more efficient and environmentally favorable. The objective of present work was to verify the potential of Jatropha oil as raw material to produce biodiesel by enzymatic route using ethanol as acilant agent. To attain the proposed objective, the experimental activities were starting by treating the oil to attain suitable properties to be used in the transesterification reaction, including the degumming, neutralization and drying steps. The treated oil, after physico-chemical characterization was used to carry out a screening test to select the most suitable biocatalyst by means of testing different preparations of lipases (EC 3.1.1.3) in free form as well as immobilized in SiO2-PVA, to mediate the biodiesel synthesis in solvent free system. The assays indicated that the immobilized lipases were more efficient than free ones and allowed selecting the immobilized derivatives from Burkholderia cepacia and Pseudomonas fluorescens as the most suitable preparations to catalyze biodiesel synthesis from Jatropha oil, attaining yields of 93.18% and 85.67%, respectively. In the second step, the selected immobilized derivatives were used to catalyze the reaction of interest maintaining the previous set conditions (temperature 45oC, 1:9 molar ratio oil/ethanol and 500 units of lipolytic activity per gram of oil) using a glass reactor coupled with condenser to avoid ethanol loss. The reaction was monitored by determining the formed ethyl esters by gas chromatography and viscosity in samples taken from the reactor during the reaction. The transesterified product (biodiesel) was purified and submitted to further analyses for physico-chemical properties, including rheological study, FTIR, TG and 1H NMR. The obtained results confirmed that the lipase from Burkholderia cepacia was the most efficient biocatalyst to mediate the biodiesel synthesis from Jatropha oil, attaining transesterification yields higher than 97% (72h. The product biodiesel was thermo stable up to 128oC and no residual glycerol or water contaminations were detected, assuring the efficiency of the down stream process. Additional experiments were performed under microwave irradiation and the results suggested that the microwave heating constitutes a potential procedure to enhance the reaction rate by reducing the global reaction time. The operational stability of the immobilized lipase was determined in repeated batch runs under conventional and microwave heating systems, revealing biocatalyst half-life time of 110 and 26.5 h, respectively. Therefore, the real contribution of the microwave irradiations to enhance the reaction should be revalued by taking into account the lost of the biocatalyst activity.

Made available in DSpace on 2015-07-13T12:10:15Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-11-05. Added 1 bitstream(s) on 2015-07-13T12:25:32Z : No. of bitstreams: 1 000835159.pdf: 413552 bytes, checksum: 8e2a2f82e97821d98b0a55768ba10124 (MD5)
A busca por sistemas sustentáveis somada à gradual redução das reservas de petróleo, alternativas produtivas vêm sendo estudadas, visando obter sistemas economicamente viáveis, socialmente justos, ecologicamente adequados e energicamente equilibrados. Uma destas alternativas é o biodiesel, sendo que, o pinhão manso, dentre as culturas energéticas apontadas com grande potencial produtivo de óleo para fins combustíveis, é que apresenta cenário mais positivo. O Pinhão Manso tem despertado muito interesse a nível internacional e no Brasil por seu alto conteúdo de óleo (38 a 48% na semente) e baixo custo de produção, entretanto existe ainda falta de informação tecnológica, tanto agronômica como genética. Esta falta de informação limita o aumento de competitividade. O presente trabalho tem como objetivo central realizar uma análise econômica e de investimentosna cultura do Pinhão Manso, na região de Selvíria - MS. Os dados foram levantados a partir dos experimentos de campo, de entrevistas com técnicos e da literatura. Para o cálculo dos custos foi utilizada a estrutura do custo operacional total e estimados indicadores de lucratividade. Para análise de investimentos foram estimados o valor presente líquido, a taxa interna de retorno e o valor anual equivalente. Os resultados mostram que produtor recupera o capital investido no 9o ano de produção. Muito embora a relação B/C tenha sido de 1,3, o que pode considerar que, no horizonte de 15 anos, a atividade é rentável ao produtor, pode-se dizer que a atividade não é uma boa opção de investimento já que a TIR foi de 14,03%, valor esse pouco atrativo. O VAE total foi de 360,93, por se tratar de um valor maior que zero, afirma-se que a alternativa é economicamente viável. Apesar dos avanços no cultivo do pinhão manso ainda demandam muitas pesquisas, relacionadas não apenas a questões técnica como adubação e manejo fitossanitário, mas também...
The search for sustainable systems coupled with the gradual reduction of oil reserves, alternatives production are being studied in order to obtain systems economically viable, socially just, ecologically appropriate and energetically balanced. One of these alternatives is biodiesel, and, Jatropha, among energy crops with great potential productive oil for fuel, is presenting more positive scenario. The Jatropha has attracted much interest internationally and in Brazil for its high oil content (38 to 48% in the seed) and low production cost, however there is still a lack of technological information, both genetic and agronomic. This lack of information limits the increase of competitiveness. The present study aims to conduct an economic and investment analysis of Jatropha in the region of Selvíria - MS. The data were collected from the field experiments, interviews with experts and literature. To calculate the costs was used the structure of total operating cost and estimated profitability indicators. For investment analysis were estimated net present value, internal rate of return and the annual value equivalent. The results show that producer retrieves the capital invested in the 9th year of production. Although the ratio B / C was of 1.3, which may consider that in the 15-year horizon, the activity is profitable to the producer, it can be said that the activity is not a good investment option since the IRR was of 14.03%, a value unattractive. The total EAV was 360.93, because it is a positive value it is stated that the alternative is economically viable. Despite advances in the cultivation of Jatropha still require much research, not only related to technical issues such as fertilization and pest management, but also socioeconomic

Orientador: Maria Aparecida Anselmo Tarsitano
Banca: Silvia Maria Almeida L. Costa
Banca: Neli Cristina Belmiro dos Santos
Resumo: A busca por sistemas sustentáveis somada à gradual redução das reservas de petróleo, alternativas produtivas vêm sendo estudadas, visando obter sistemas economicamente viáveis, socialmente justos, ecologicamente adequados e energicamente equilibrados. Uma destas alternativas é o biodiesel, sendo que, o pinhão manso, dentre as culturas energéticas apontadas com grande potencial produtivo de óleo para fins combustíveis, é que apresenta cenário mais positivo. O Pinhão Manso tem despertado muito interesse a nível internacional e no Brasil por seu alto conteúdo de óleo (38 a 48% na semente) e baixo custo de produção, entretanto existe ainda falta de informação tecnológica, tanto agronômica como genética. Esta falta de informação limita o aumento de competitividade. O presente trabalho tem como objetivo central realizar uma análise econômica e de investimentosna cultura do Pinhão Manso, na região de Selvíria - MS. Os dados foram levantados a partir dos experimentos de campo, de entrevistas com técnicos e da literatura. Para o cálculo dos custos foi utilizada a estrutura do custo operacional total e estimados indicadores de lucratividade. Para análise de investimentos foram estimados o valor presente líquido, a taxa interna de retorno e o valor anual equivalente. Os resultados mostram que produtor recupera o capital investido no 9o ano de produção. Muito embora a relação B/C tenha sido de 1,3, o que pode considerar que, no horizonte de 15 anos, a atividade é rentável ao produtor, pode-se dizer que a atividade não é uma boa opção de investimento já que a TIR foi de 14,03%, valor esse pouco atrativo. O VAE total foi de 360,93, por se tratar de um valor maior que zero, afirma-se que a alternativa é economicamente viável. Apesar dos avanços no cultivo do pinhão manso ainda demandam muitas pesquisas, relacionadas não apenas a questões técnica como adubação e manejo fitossanitário, mas também...
Abstract: The search for sustainable systems coupled with the gradual reduction of oil reserves, alternatives production are being studied in order to obtain systems economically viable, socially just, ecologically appropriate and energetically balanced. One of these alternatives is biodiesel, and, Jatropha, among energy crops with great potential productive oil for fuel, is presenting more positive scenario. The Jatropha has attracted much interest internationally and in Brazil for its high oil content (38 to 48% in the seed) and low production cost, however there is still a lack of technological information, both genetic and agronomic. This lack of information limits the increase of competitiveness. The present study aims to conduct an economic and investment analysis of Jatropha in the region of Selvíria - MS. The data were collected from the field experiments, interviews with experts and literature. To calculate the costs was used the structure of total operating cost and estimated profitability indicators. For investment analysis were estimated net present value, internal rate of return and the annual value equivalent. The results show that producer retrieves the capital invested in the 9th year of production. Although the ratio B / C was of 1.3, which may consider that in the 15-year horizon, the activity is profitable to the producer, it can be said that the activity is not a good investment option since the IRR was of 14.03%, a value unattractive. The total EAV was 360.93, because it is a positive value it is stated that the alternative is economically viable. Despite advances in the cultivation of Jatropha still require much research, not only related to technical issues such as fertilization and pest management, but also socioeconomic
Mestre

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2015-11-26T13:23:06Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 743291 bytes, checksum: e3425380aff3a6f65b79b1e46c8d6381 (MD5)
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Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
Jatropha curcas L. é uma das oleaginosas mais promissoras para a produção de biodiesel e bioquerosene. Por ser um cultivo perene ainda incipiente, a avaliação da produtividade é importante para o seu melhoramento genético. As estimativas de parâmetros genéticos são importantes para a caracterização da estrutura genética da população, para o entendimento genético dos caracteres e para a predição dos ganhos com seleção. O presente estudo avaliou o potencial de produtividade de 78 acessos (assumidos como famílias de meios irmãos) de J. curcas, com 48 e 60 meses, em dois anos de produção (2012/13 e 2013/14). O ensaio foi instalado em Araponga (latitude 20o 39’ S, longitude 42o 32’ W e altitude 823 m), MG, em quatro experimentos, todos em blocos casualizados com quatro repetições e parcelas de quatro plantas, utilizando o espaçamento 2x2m, e duas testemunhas comuns aos experimentos, totalizando 1376 plantas. Os caracteres avaliados foram produtividade de frutos (PF), de grãos (PG) e de óleo (PO), em kg.ha-1, teor de óleo da semente (TO), em %, peso de 50 frutos (P50F) e 100 sementes (P100S), em g, comprimento (CF) e largura (LF) do fruto, e comprimento (CS) e largura (LS) da semente, em mm. Processou-se a estimação de parâmetros genéticos e a predição dos ganhos genéticos com a seleção de indivíduos e clones. Para as produtividades e teor de óleo, os resultados evidenciaram a existência de variabilidade genética entre as famílias e herdabilidades individuais de moderada a média magnitude, entre 0,19 e 0,51, adequadas para a seleção da principal característica a ser explorada, PO (0,50). Com base nos valores de repetibilidade ( > 0,60) dos caracteres PG e PO, duas medições ou colheitas consecutivas são suficientes, uma vez que as famílias mantiveram seus desempenhos relativos ao longo dos dois anos. A seleção, pelo valor genotípico, das 20 plantas superiores quanto à produtividade de óleo proporcionou ganho médio de 162,7%, superior à seleção de plantas pelos valores genéticos aditivos (157%), indicando maiores possibilidades de sucesso com a implantação de plantios clonais.
Jatropha curcas L. is one of the most promising oilseed for the production of biodiesel and bio-kerosene. For being an incipient perennial crop, evaluating productivity is important for your breeding. Estimates of genetic parameters are important for the characterization of the genetic structure of the population to the genetic understanding of the characters and for the prediction of gains from selection. This study evaluated the 78 accessions productivity potential (assumed to families half-sib) of J. curcas, with 48 and 60 months, two years of production (2012/13 and 2013/14). The experiment was conducted in Araponga (latitude 20o 39 'S, longitude 42o 32' W and altitude 823 m), MG, in four trials, all randomized blocks with four replicates and four plants per plot, using the spacing 2x2m, and two common checks to the experiments, totaling 1376 plants. The characters evaluated were fruit yield (PF), grains (PG) and oil (PO), in kg ha-1, seed oil content (TO), in%, weight of 50 fruits (P50F) and 100 seeds (P100S) in g, length (FL) and width (LF) of the fruit, and length (CS) and width (LS) seed, in mm. Was estimated genetic parameters and prediction of genetic gain with selection of individuals and clones. For the yield and oil content, the results showed the existence of genetic variability between individual families and heritability of moderate to medium magnitude, between 0.19 and 0.51, suitable for selecting the main feature to be explored, PO ( 0.50). Based on the repeatability values (> 0.60) for the PG and PO characteristics , two consecutive measurements or harvests are sufficient, since the families retained their relative performances throughout the two years. The selection by the genotypic value, the top 20 plants on the oil yield provided average gain of 162.7%, higher than the plant selection by additive genetic values (157%), indicating greater chances of success with the implementation of clonal plantations .

The physic nut (Jatropha curcas L.) is oilseed species belonging to Euphorbiaceae family with a widespread distribution in tropical regions. The quality and high oil content in seeds, perenicity and rusticity makes this species a potential feedstock for biodiesel production. However, the success of this insertion involves research ranging from the exploration of divergent genetic materials to selection and acquisition of productive cultivars. In this context, this study aimed to assess the combining ability of jatropha access for agronomic traits of interest, as well as information about genetic parameters associated with morphological and agronomic characters, and investigate their correlations. The study was carried out in the Experimental Farm of the UFS during the year 2012 in hybrids of jatropha evaluated up to 24 months. The experimental design was in randomized blocks with three replications and plots with six plants. There were evaluated seed yield (PR), plant height (PH), number of secondary branches (NRS), the number of female flowers (NFF), stem diameter (DC), 100-seed weight (P100 ), branching height (AR) and crown diameter (DCO). The general combining ability (GCA) was significant for the variables PR, DC, NRS and AR (Group 1) and P100 and NRS (Group 2), whereas specific combining ability (SCA) was significant for variables NFF and NRS. The sum of squares due to GCA was higher than the sum of squares due to SCA for the majority of traits, indicating that the additive effects of loci are more important than the dominance effect loci. The genitors JCUFS-04 and JCUFS-05 highlight from the others for concentration of favorable alleles. The consistent estimation of the coefficient of genetic variation allows us to infer the existence of significant genetic variability among hybrids. The characters which more contributed to genetic diversity were NFF (20.99%), DC (16.83%), PR (15.06%), and NRS (14.06). High, significance and positive genotypic correlations were recorded among (NRS), (DC), (DCO) and grain yield (PR).
O pinhão-manso (Jatropha curcas L.) é uma espécie oleaginosa da família Euphorbiaceae com ampla distribuição em regiões tropicais. A qualidade de óleo e alto teor nas sementes, perenicidade e rusticidade fazem desta espécie uma matéria-prima potencial para produção de biodiesel. Todavia, o sucesso desta inserção passa por pesquisas que vão desde a prospecção de materiais genéticos divergentes, até a seleção e obtenção de cultivares produtivos. Nesse contexto, esse trabalho teve por objetivo avaliar a capacidade combinatória de acessos de pinhão-manso, para caracteres de interesse agronômico, bem como, obter informações acerca de parâmetros genéticos associados a caracteres morfo-agronômicos, e investigar a correlação entre estes. O trabalho foi realizado na Fazenda experimental da UFS durante o ano de 2012 em híbridos de pinhão-manso avaliados até os 24 meses de idade. O delineamento experimental empregado foi em blocos casualizados com três repetições e parcelas compostas por seis plantas. Os caracteres avaliados foram rendimento de sementes (PR), altura de planta (AP), número de ramos secundários (NRS), número de flores femininas do racemo floral (NFF), diâmetro de caule (DC), massa de 100 sementes (P100), altura de ramificação (AR) e diâmetro de copa (DCO). A capacidade geral de combinação (CGC) foi significativa para as variáveis PR, DC, NRS e AR (Grupo 1) e para P100 e NRS (Grupo 2), enquanto a capacidade específica de combinação (CEC) foi significativa para as variáveis NFF e NRS. A soma de quadrados devido à CGC foi maior que a soma de quadrados devido à CEC para a maioria dos caracteres, indicando que os locos de efeito aditivo têm maior importância que os locos de efeito dominante. Os genitores JCUFS-04 e JCUFS-05 se destacaram dos demais quanto à concentração de alelos favoráveis. As estimativas consistentes dos coeficientes de variação genética permitem inferir sobre a existência de variabilidade genética significativa entre os híbridos obtidos. Os caracteres que mais contribuíram para a diversidade genética encontrada entre a populações foram, NFF (20,99%), DC (16,83%), PR (15,06%) e NRS (14,06). Altas e significativas correlações genotípicas positivas foram registradas entre (NRS), (DC), (DCO) e o rendimento de grãos (PR).

SHAH, M. Análise proteômica de desenvolvimento de sementes Jatropha curcas L. 2014. 169 f. Tese (Doutorado em Bioquímica) - Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2014.
Submitted by Daniel Eduardo Alencar da Silva (dealencar.silva@gmail.com) on 2015-01-09T20:39:14Z No. of bitstreams: 1 2014_tese_mshah.pdf: 12620988 bytes, checksum: 298bfd1e9f71d45ad83a737200d33705 (MD5)
Approved for entry into archive by José Jairo Viana de Sousa(jairo@ufc.br) on 2016-01-25T20:16:07Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_tese_mshah.pdf: 12620988 bytes, checksum: 298bfd1e9f71d45ad83a737200d33705 (MD5)
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Physic nut (Jatropha curcas L.) is an important crop due to its ability of storing high content of oil in the seeds, which can serve as raw material for biodiesel production. Because of the presence of toxic constituents like phorbol esters (PEs) and curcins, the seed cake produced as a result of oil extraction cannot be utilize for animal feed. Development of the genotypes better suited for the industrial applications and biodiesel production as well as with lower level of toxic constituents is being hampered by a lack of understanding about the a) proteins related to the biosynthesis and degradation of fatty acids (FAs) and triacylglycerides (TAGs), b) role of proteins deposited during seed development and c) proteins related to the synthesis and storage of toxic compounds during seed development. Agreeing with this, we have performed the anatomical analysis of the developing seeds of J. curcas, followed by the proteome analysis of the endosperm isolated from the seeds of J. curcas at five different developmental stages, which resulted into the identification of the 1517, 1256, 1033, 752 and 307 proteins, from Stage 6, 7, 8, 9 and 10, respectively, summing up to a total of 1760 proteins. Proteins with similar expression pattern were grouped into five different clusters and protein quantification based on spectral counts was determined. Besides identification of the proteins involved in the biosynthesis and degradation of the FAs and TAGs, we also identified a large number of proteins involved in the metabolism of the carbohydrates, which are important for supplying energy and carbon source for the synthesis of TAGs in heterotrophic seeds. Among the members of different classes of seed storage proteins (SSPs), we have identified four SSPs named as nutrients reservoir, which in contrast to the other SSPs showed decreasing deposition pattern during seeds development and revealed to have special role during seed development. In addition, peptidases belong to different mechanistic classes were identified, which have a range of functions, highlighting the role in reserve mobilization during germination. Isoforms of curcin were also identified in this proteome analysis which were absent in our previous proteome analysis of the other tissues from these seeds, suggesting that the deposition of these toxic proteins only occur in the endosperm. Similarly, several enzymes involved in the biosynthesis of diterpenoid precursors were identified in this proteome analysis but, like in our previous proteome analysis of the other tissues from J. curcas seeds,we were unable to identify any terpene synthase/cyclase, enzymes responsible for the synthesis of PEs, which collectively suggesting that the synthesis of PEs may not occur in seeds of this plant. In conclusion, the strategy used here enabled us to provide a first in depth proteome analysis of the endosperm from J. curcas developing seeds, which along with providing information regarding important aspects of the seed development, also set the foundation of a proteomic approach to study biotechnologically important plant species.
Pinhão manso (Jatropha curcas L.) é uma cultura importante devido à sua habilidade em armazenar alto conteúdo de óleo nas sementes, as quais podem servir como matéria-prima para a produção de biodiesel. Devido à presença de constituintes tóxicos como ésteres de forbol e curcina, a torta da semente produzida como resultado da extração do óleo não pode ser utilizada na alimentação animal. O desenvolvimento de genótipos mais adequados a aplicações industriais e à produção de biodiesel assim como apresentando baixos níveis de constituintes tóxicos está sendo prejudicado pela falta de entendimento sobre a) proteínas relacionadas a biossíntese e degradação de ácidos graxos e triacilgliceróis, b) o papel de proteínas depositadas durante o desenvolvimento da semente e c) proteínas relacionadas à síntese e reserva de compostos tóxicos durante o desenvolvimento da semente. Diante disso, nós realizamos uma análise anatômica de sementes em desenvolvimento de J. curcas, seguido por uma análise proteômica do endosperma isolado de sementes dessa espécie em cinco diferentes estágios de desenvolvimento, o que resultou na identificação de 1517, 1256, 1033, 752 e 307 proteínas, dos estágios 6, 7, 8, 9 e 10, respectivamente, somando um total de 1760 proteínas. Proteínas com padrão de expressão similar foram agrupadas em cinco grupos diferentes e a quantificação das proteínas baseada na contagem dos espectros foi determinada. Além da identificação das proteínas envolvidas na biossíntese e degradação de FAs e TAGs, nós identificamos um grande número de proteínas envolvidas no metabolismo de carboidratos, as quais são importantes para o fornecimento de energia e fontes de carbono para a síntese de TAGs em sementes heterotróficas. Entre os membros de diferentes classes de proteínas de reservas de sementes (SSPs), nós identificamos quatro SSPs denominadas reservatórios de sementes, que em contraste as outras SSPs mostraram decréscimo no padrão de deposição e revelaram ter um papel especial durante o desenvolvimento da semente. Em adição, peptidases pertencentes a diferentes classes mecanísticas foram identificadas destacando o papel da mobilização de reservas durante a germinação. Isoformas da curcina ausentes em nossas análises proteômicas prévias de outros tecidos da semente foram identificadas sugerindo que a deposição dessas proteínas tóxicas só ocorre no endosperma. Similarmente, várias enzimas envolvidas na biosíntese de precursores de diterpenóides foram identificadas nessa análise proteômica, mas como em nossas prévias análises proteômicas de outros tecidos de sementes de J. curcas, nós não fomos capazes de identificar sintases/ciclases de terpenos, enzimas responsáveis pela síntese de PEs, o que coletivamente sugere que a síntese desses compostos pode não ocorrer nas sementes dessa planta. Em conclusão, a estratégia utilizada nos fornece a primeira análise proteômica profunda do endosperma de sementes em desenvolvimento de J. curcas, o que além de fornecer informações sobre aspectos importantes do desenvolvimento da semente, também estabelece a base para uma pesquisa proteômica com o objetivo de estudar espécies vegetais importantes biotecnologicamente.

Thesis (M.S.)--Missouri University of Science and Technology, 2009.
Vita. The entire thesis text is included in file. Title from title screen of thesis/dissertation PDF file (viewed August 31, 2009) Includes bibliographical references (p. 51-56).

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2015-10-16T09:16:58Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 438693 bytes, checksum: ffa569d0b45512f9e047a8c590e775c8 (MD5)
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Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
Jatropha curcas L. é uma das oleaginosas mais promissoras para biodiesel e bioquerosene. Por ser um cultivo perene ainda incipiente, a avaliação da produtividade é importante para o seu melhoramento genético. As estimativas de parâmetros genéticos são importantes para a caracterização da estrutura genética da população, para o controle genético dos caracteres e para a predição dos ganhos com seleção. O presente estudo avaliou o potencial de produtividade de 121 famílias de J. curcas, com 48 e 60 meses, em dois anos de produção (2012/13 e 2013/14). O experimento foi instalado em Araponga, MG, em látice 11 x 11, com três repetições e quatro plantas por parcela, totalizando 1452 plantas, no espaçamento de 2 x 2 m. Os caracteres avaliados foram produtividade de frutos (PF), de grãos (PG) e de óleo (PO), em kg ha-1, percentual de casca (PC) e teor de óleo da semente (TO), em %. Processaram- se a estimação de parâmetros genéticos (capítulo I) e a predição dos ganhos genéticos com a seleção de indivíduos e clones (capítulo II). Os resultados evidenciaram a existência de variabilidade genética entre as famílias. A análise conjunta dos dois anos de produção revelou herdabilidades individuais ( ) de moderadas magnitudes, entre 0,19 e 0,23, o que proporcionou uma precisão adequada para a seleção de todos os caracteres, exceto para PC que apresentou baixa herdabilidade (0,08). Repetibilidades moderadas foram apresentadas para PF (0,54), PG (0,52), TO (0,30) e PO (0,51), indicando que as famílias avaliadas mantiveram a superioridade relativa ao longo dos anos. Com a seleção dos 20 melhores indivíduos os ganhos genotípicos preditos (66%) apresentaram-se, superiores aos ganhos genéticos aditivos (56%), indicando maiores possibilidades de sucesso com a implantação de plantios clonais.
Jatropha curcas L. is one of the most promising oilseed for biodiesel and biokerosene. For being a perennial cultivation still incipient, the assessment of it productivity is important to genetic improvement. Estimates of genetic parameters are important for the characterization of the genetic structure of the population, to the genetic control of the traits and for the prediction of gains with selection. The present study evaluated the potential productivity of 121 families of J. curcas, with 48 and 60 months, in two years of production (2012/13 and 2013/14). The trial was set up in Araponga, Minas Gerais, in lattice 11 x 11, with three repetitions and 4-plant plots, totaling 1452 plants, in 2 x 2 m spacing. The traits evaluated were productivity of fruits (PF), grains (PG) and oil (PO), in kg ha-1, percentage of shell (PS) and seed oil content (OC), in %. It was processing the genetic parameters estimation (chapter I) and the prediction of genetic gains with the selection of individuals and clones (chapter II). The results showed the existence of genetic variability among families. The joint analysis of two years of production revealed individual heritabilities ( ) of moderate magnitudes, between 0.19 and 0.23, which provided an adequate accuracy for all characters, except for PS that showed low heritability (0.08). Moderate repetabilities were presented for PF (0.54), PG (0.52), OC (0.30) and PO (0.51), indicating that families evaluated retained the relative superiority over the years. With the selection of the 20 best individuals the genotypic gains predicted (66%) were superior to the additive genetic gains (56%), indicating greater possibilities of success with the clonal plantations.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico
Physic nut (Jatropha curcas L.) is an important crop due to its ability of storing high content of oil in the seeds, which can serve as raw material for biodiesel production. Because of the presence of toxic constituents like phorbol esters (PEs) and curcins, the seed cake produced as a result of oil extraction cannot be utilize for animal feed. Development of the genotypes better suited for the industrial applications and biodiesel production as well as with lower level of toxic constituents is being hampered by a lack of understanding about the a) proteins related to the biosynthesis and degradation of fatty acids (FAs) and triacylglycerides (TAGs), b) role of proteins deposited during seed development and c) proteins related to the synthesis and storage of toxic compounds during seed development. Agreeing with this, we have performed the anatomical analysis of the developing seeds of J. curcas, followed by the proteome analysis of the endosperm isolated from the seeds of J. curcas at five different developmental stages, which resulted into the identification of the 1517, 1256, 1033, 752 and 307 proteins, from Stage 6, 7, 8, 9 and 10, respectively, summing up to a total of 1760 proteins. Proteins with similar expression pattern were grouped into five different clusters and protein quantification based on spectral counts was determined. Besides identification of the proteins involved in the biosynthesis and degradation of the FAs and TAGs, we also identified a large number of proteins involved in the metabolism of the carbohydrates, which are important for supplying energy and carbon source for the synthesis of TAGs in heterotrophic seeds. Among the members of different classes of seed storage proteins (SSPs), we have identified four SSPs named as nutrients reservoir, which in contrast to the other SSPs showed decreasing deposition pattern during seeds development and revealed to have special role during seed development. In addition, peptidases belong to different mechanistic classes were identified, which have a range of functions, highlighting the role in reserve mobilization during germination. Isoforms of curcin were also identified in this proteome analysis which were absent in our previous proteome analysis of the other tissues from these seeds, suggesting that the deposition of these toxic proteins only occur in the endosperm. Similarly, several enzymes involved in the biosynthesis of diterpenoid precursors were identified in this proteome analysis but, like in our previous proteome analysis of the other tissues from J. curcas seeds,we were unable to identify any terpene synthase/cyclase, enzymes responsible for the synthesis of PEs, which collectively suggesting that the synthesis of PEs may not occur in seeds of this plant. In conclusion, the strategy used here enabled us to provide a first in depth proteome analysis of the endosperm from J. curcas developing seeds, which along with providing information regarding important aspects of the seed development, also set the foundation of a proteomic approach to study biotechnologically important plant species.
PinhÃo manso (Jatropha curcas L.) à uma cultura importante devido à sua habilidade em armazenar alto conteÃdo de Ãleo nas sementes, as quais podem servir como matÃria-prima para a produÃÃo de biodiesel. Devido à presenÃa de constituintes tÃxicos como Ãsteres de forbol e curcina, a torta da semente produzida como resultado da extraÃÃo do Ãleo nÃo pode ser utilizada na alimentaÃÃo animal. O desenvolvimento de genÃtipos mais adequados a aplicaÃÃes industriais e à produÃÃo de biodiesel assim como apresentando baixos nÃveis de constituintes tÃxicos està sendo prejudicado pela falta de entendimento sobre a) proteÃnas relacionadas a biossÃntese e degradaÃÃo de Ãcidos graxos e triacilglicerÃis, b) o papel de proteÃnas depositadas durante o desenvolvimento da semente e c) proteÃnas relacionadas à sÃntese e reserva de compostos tÃxicos durante o desenvolvimento da semente. Diante disso, nÃs realizamos uma anÃlise anatÃmica de sementes em desenvolvimento de J. curcas, seguido por uma anÃlise proteÃmica do endosperma isolado de sementes dessa espÃcie em cinco diferentes estÃgios de desenvolvimento, o que resultou na identificaÃÃo de 1517, 1256, 1033, 752 e 307 proteÃnas, dos estÃgios 6, 7, 8, 9 e 10, respectivamente, somando um total de 1760 proteÃnas. ProteÃnas com padrÃo de expressÃo similar foram agrupadas em cinco grupos diferentes e a quantificaÃÃo das proteÃnas baseada na contagem dos espectros foi determinada. AlÃm da identificaÃÃo das proteÃnas envolvidas na biossÃntese e degradaÃÃo de FAs e TAGs, nÃs identificamos um grande nÃmero de proteÃnas envolvidas no metabolismo de carboidratos, as quais sÃo importantes para o fornecimento de energia e fontes de carbono para a sÃntese de TAGs em sementes heterotrÃficas. Entre os membros de diferentes classes de proteÃnas de reservas de sementes (SSPs), nÃs identificamos quatro SSPs denominadas reservatÃrios de sementes, que em contraste as outras SSPs mostraram decrÃscimo no padrÃo de deposiÃÃo e revelaram ter um papel especial durante o desenvolvimento da semente. Em adiÃÃo, peptidases pertencentes a diferentes classes mecanÃsticas foram identificadas destacando o papel da mobilizaÃÃo de reservas durante a germinaÃÃo. Isoformas da curcina ausentes em nossas anÃlises proteÃmicas prÃvias de outros tecidos da semente foram identificadas sugerindo que a deposiÃÃo dessas proteÃnas tÃxicas sà ocorre no endosperma. Similarmente, vÃrias enzimas envolvidas na biosÃntese de precursores de diterpenÃides foram identificadas nessa anÃlise proteÃmica, mas como em nossas prÃvias anÃlises proteÃmicas de outros tecidos de sementes de J. curcas, nÃs nÃo fomos capazes de identificar sintases/ciclases de terpenos, enzimas responsÃveis pela sÃntese de PEs, o que coletivamente sugere que a sÃntese desses compostos pode nÃo ocorrer nas sementes dessa planta. Em conclusÃo, a estratÃgia utilizada nos fornece a primeira anÃlise proteÃmica profunda do endosperma de sementes em desenvolvimento de J. curcas, o que alÃm de fornecer informaÃÃes sobre aspectos importantes do desenvolvimento da semente, tambÃm estabelece a base para uma pesquisa proteÃmica com o objetivo de estudar espÃcies vegetais importantes biotecnologicamente.

Submitted by Katiane Souza (katyane.souza@gmail.com) on 2016-05-18T00:29:32Z No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2537217 bytes, checksum: fe78a73fb0c156a71b6fe77bdf9cd6aa (MD5)
Made available in DSpace on 2016-05-18T00:29:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 2537217 bytes, checksum: fe78a73fb0c156a71b6fe77bdf9cd6aa (MD5) Previous issue date: 2009-07-09
Currently, due to climate change, there is a major emerging trend to use agricultural products as substitutes for fossil fuels. We find then that the search for environmentally safe energy sources has become a focal point and where the incentive to use these sources of energy (especially biodiesel) is beginning to receive attention from federal, state and municipal levels of government. The physic nut (Jatropha curcas L.) is a multipurpose plant, a producer of oil (average of 37%) with all the qualities needed to be converted into biodiesel, making it noteble as a probable source as an alternative supply of raw material. This conclusion is based on the expectation that the plant has high concentration of vegetable oil, low cost of production, can be cultivated throughout the year, and can subsist in areas of limited rainfall and/or limited water sources. The objective of this study was to acquire information and a better understanding about the proper management techniques of cultured physic nut using mineral fertilization and appropriate time of pruning; which, in turn, should aid in the increased productivity and provide new technical information. The research was conducted at EMBRAPA-Algodão in the city of Campina Grande-PB, under conditions of natural environment. The soil used in the experiment was a Typic Regolithic and the treatments were formed by 4 doses of nitrogen fertilizer (urea) 0, 40, 80 and 120 kg ha-1 and 5 periods of pruning (0, 15, 20, 25 and 30 Insertions leaf). The variables studied for fresh phytomass epigeous were: stem height, stem diameter, number of leaves and leaf area. The variables for the dry mass were dry and epigeous hypogeal: dry leaves, stem and root. The use of the fertilization and pruning resulted in growth of phytomass and epigeous hypogeal with increases in height, stem diameter, number of leaves and leaf area of 111.54%, 19.43%, 714.00% and 424, 00%, respectively, and in increases dry the leaves, stem and root of 146.79%, 14.84% and 12.25% respectively, when compared to the plants which were not fertilized and not pruned. Based on research data, we can conclude that the physic nut responded very well to nitrogen fertilization resulting in significant gains in biomass and epigeous hypogeal when fertilized with urea at a dose of 80 kg ha-1 and pruning with 25 leaf inserts. Although the practice of pruning the plant helped increment gains in biomass epigeous and hypogeal in addition to obtaining a better crown, it was shown that this practice should only be implemented when combined with nitrogen fertilization.
Atualmente, devido às mudanças climáticas existe uma grande tendência emergente para o uso dos produtos agrícolas como substitutos dos combustíveis fósseis. Percebe-se então, que a procura por fontes de energia ecologicamente corretas passa por um cenário em destaque, onde o incentivo ao emprego destas fontes de energia (especialmente o biodiesel) começa a receber atenção especial dos governos federais, estaduais e municipais. O pinhão manso (Jatropha curcas L.) é uma planta de multiuso, produtora de óleo (média de 37%) com todas as qualidades necessárias para ser transformado em biodiesel, passando assim a ser divulgada como uma alternativa para fornecimento de matéria-prima, baseando-se na expectativa de que a planta tenha alta produtividade de óleo, baixo custo de produção, ser perene e ser persistente a seca. O objetivo desta pesquisa foi obter conhecimentos sobre o manejo cultural do pinhão manso em função da adubação mineral e época de podas, contribuindo para incrementar o seu cultivo e informações tecnológicas. A pesquisa foi conduzida na EMBRAPA-Algodão, na cidade de Campina Grande-PB, sob condições de ambiente natural. O solo utilizado no experimento foi do tipo Neossolo Regolítico e os tratamentos utilizados foram formados por 4 doses de adubo nitrogenado (uréia) 0, 40, 80 e 120 Kg ha-1 e 5 períodos de podas (0, 15, 20, 25 e 30 Inserções foliares). As variáveis estudadas para a fitomassa fresca epígea foram: altura caulinar, diâmetro caulinar, número de folhas e área foliar, e para a fitomassa seca epígea e hipógea: fitomassa seca das folhas, caule e raiz. O uso da adubação e poda proporcionou ganhos de crescimento da fitomassa epígea e hipógea tendo-se um incremento em altura, diâmetro caulinar, número de folhas e área foliar de 111,54%; 19,43%, 714,00% e 424,00%, respectivamente; e em fitomassa seca das folhas, caule e raiz de 146,79%; 14,84% e 12,25%, respectivamente, quando comparados ao tratamento não adubado e não podado. Com base dos dados experimentais pode-se concluir que o pinhão manso respondeu muito bem a adubação nitrogenada obtendo ganhos em sua fitomassa epígea e hipógea quando adubado com a uréia na dosagem de 80 Kg ha-1 e podado com 25 inserções foliares. Embora a prática da poda no pinhão manso tenha favorecido ganhos na fitomassa epígea e hipógea além da obtenção de uma melhor copa, ficou evidenciado que esta prática só deve ser realizada juntamente com uma adubação nitrogenada.

Conselho Nacional de Desenvolvimento CientÃfico e TecnolÃgico
FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico
O governo do estado do Cearà tem buscado, sem muito sucesso, revitalizar a cultura do algodÃo, entretanto, os seus elevados custos fitossanitÃrios tÃm impedido a expansÃo da Ãrea cultivada. Um das alternativas viÃveis para a ocupaÃÃo do espaÃo deixado pelo algodÃo à o cultivo do pinhÃo manso visando à produÃÃo do biodiesel. Face ao exposto, este trabalho teve como objetivo avaliar os efeitos de diferentes nÃveis de lÃminas de Ãgua e adubaÃÃo nitrogenada no crescimento, na produÃÃo e no estado nutricional do pinhÃo manso. O trabalho foi desenvolvido no perÃodo de setembro de 2008 a fevereiro de 2010, na Ãrea experimental da Fazenda Bandeira pertencente a Agroempresa Brasil Ecodiesel, situada em CrateÃs â CE, localizada em 05˚23â25ââS, 40˚57â38ââW e 717 m de altitude. O delineamento experimental adotado foi o de blocos ao acaso no esquema de parcelas subdivididas. Os tratamentos foram compostos a partir da combinaÃÃo de cinco lÃminas de Ãgua (50%, 75%, 100%, 125% e 150% da evaporaÃÃo do Tanque Classe âAâ), e quatro nÃveis de adubaÃÃo nitrogenada (0%, 50%, 100% e 150% da adubaÃÃo nitrogenada recomendada), totalizando 20 tratamentos com trÃs repetiÃÃes. As anÃlises referentes ao crescimento foram realizadas aos 30, 60, 90, 120, 150, 180 e 210 dias apÃs a poda de uniformizaÃÃo. As variÃveis analisadas foram o crescimento, a produÃÃo, a eficiÃncia do uso da Ãgua e estado nutricional da planta. O potencial mÃtrico foi decrescendo a medida em houve o incremento das lÃminas nos diferentes tratamentos com irrigaÃÃo e foram crescentes na medida em que a fitomassa da planta aumentava. Com a maior lÃmina de Ãgua foram alcanÃados os maiores valores de crescimento e produtividade. As doses de nitrogÃnio aplicadas neste experimento nÃo foram suficientes para influenciar nos tratamentos de crescimento e produtividade da cultura. Houve um declÃnio nos valores da taxa de crescimento relativo em altura e diÃmetro caulinar causado pelos fatores climÃticos e pelo inicio da floraÃÃo e formaÃÃo de frutos. Os maiores valores da eficiÃncia do uso da Ãgua na produÃÃo de frutos, sementes e albÃmen foram encontrados com a menor lÃmina aplicada. A menor lÃmina aplicada foi de 735 mm e cada 2% de aumento deste volume obteve-se um aumento mÃdio de 1% nas variÃveis de produtividade. Como o semiÃrido cearense apresenta naturalmente condiÃÃes de escassez hÃdrica torna-se viÃvel o cultivo do pinhÃo manso com a lÃmina de 735 mm, uma vez que esta apresenta uma economia de Ãgua de 124% em relaÃÃo a maior lÃmina aplicada. A ordem de acÃmulo de macronutrientes nas folhas, de maneira geral, foi a seguinte: N > Ca > K > Mg > P.
The state government of Ceara has sought, without much success, to revive the cotton crop, however, their high costs have prevented the plant expansion of cultivated area. One of the viable alternatives to occupy the space left by the cultivation of cotton is aimed at producing jatropha biodiesel. Given the above, this study aimed to evaluate the effects of different levels of irrigation water and nitrogen fertilizer on growth, production and nutritional status of jatropha. The study was conducted from September 2008 to February 2010, at the Experimental of the Bandeira Farm belonging to Br asil Ecodiesel agribusiness, located in CrateÃs - CE, located at 05 ̊23'25''S, 40 ̊57'38"W and 717 m altitude. The experimental design was randomized blocks in split plots. The treatments were composed from a combination of five water slides (50%, 75%, 100%, 125% and 150% of pan evaporation class "A") and four nitrogen levels (0%, 50% , 100% and 150% of nitrogen recommended), totaling 20 treatments with three replications. The analyzes of the growth occurred at 30, 60, 90, 120, 150, 180 and 210 days after pruning of uniformity. The variables analyzed were growth, production, efficiency of water use and plant nutritional status. The matric potential gradually decreased the extent of the blades there was an increase in the different treatments were irrigated and increasing the extent that the biomass of the plant increased. With greater water depth were achieved the highest growth and productivity. Nitrogen rates applied in this experiment were not sufficient to influence the treatment of growth and yield. There was a decline in the values of relative growth rate in height and stem diameter caused by climatic factors and the onset of flowering and fruit formation. The higher efficiency of water use in the production of fruits, seeds and albumen were found with the lower blade applied. The lower blade 735 mm was applied and every 2% increase of volume gave a mean increase of 1% in productivity variables. As semiarid cearense naturally present conditions scarcity becomes feasible cultivating Jatropha with the blade of 735 mm, since this provides a saving in water of 124% in relation to the greater applied blade. The order of accumulation of nutrients in the leaves, in general, was as follows: N> Ca > K > Mg > P.

Diversas pesquisas têm demonstrado a importância dos combustíveis biorenováveis como alternativas eficientes na redução da demanda de energia fóssil, aquecimento global e seus efeitos ambientais. Os óleos de pinhão manso e de palma (dendê) com suas diferentes composições de ácidos graxos, estabilidade oxidativa e propriedades fluidodinâmicas, têm chamado a atenção no Peru e Brasil, quando o assunto é a diversificação das matérias-primas para a obtenção de um biodiesel otimizado a partir de misturas desses óleos, com desempenho melhorado e maior resistência oxidativa. Neste trabalho, biodiesel foi produzido pelos métodos de transesterificação convencional e transesterificação assistida por ultrassom. Foram estudadas cinco misturas binárias dos óleos brutos pinhão manso e palma pré-tratados (9,1; 18,2; 28,6; 37,0 e 41,7% de óleo de pinhão manso), utilizando etanol e hidróxido de sódio como catalisador. Para determinar as melhores condições de reação foi utilizado o delineamento experimental proposto pelo método de superfície de resposta tendo como variáveis independentes a relação entre as misturas binárias dos óleos de pinhão manso e palma, a razão molar óleo:etanol e a concentração do catalisador NaOH. As melhores misturas binárias dos óleos brutos foram compostas por 37% de pinhão manso e 63% de palma (1PM1,7P) e pela mistura de 28,6% de pinhão manso e 71,4% de palma (1PM2,5P), ambas propiciando altos rendimentos de ésteres etílicos (maiores que 96,6%) por ambos os métodos, com a diferença que o sistema por ultrassom só precisou de 4 minutos. Além disso, os valores de densidade, viscosidade, ponto de fluidez, ponto de entupimento de filtro a frio (1PM1,7P obtido por ultrassom) e a estabilidade oxidativa (1PM2,5P obtido por ultrassom) dos ésteres ficaram dentro da norma ANP (2014). A mistura binária dos óleos brutos de pinhão manso e palma produziram altos teores de ésteres etílicos com características fluidodinâmicas e de estabilidade oxidativa aprimoradas.
Several researches have demonstrated the importance of bio-renewable fuels as efficient alternatives in reducing the contribution of fossil energy demand, global warming and its environmental effects. Jatropha and palm and biodiesel oils that differ in their compositions of fatty acids, oxidative stability and fluid dynamics properties have caught attention in Brazil and Peru in the diversification of raw materials for production of an optimized biodiesel from mixtures of these oils, with improved performance and higher oxidative resistance. In this study, conventional and ultrasonic assisted transesterification was applied to five binary mixtures of the pretreated jatropha and palm crude oils (9.1, 18.2, 28.6, 37.0 and 41.7% of jatropha oil) using ethanol and sodium hydroxide as the catalyst. In order to determine the best reaction conditions, the experimental design proposed by the response surface method was used, having as independent variables the proportion of jatropha and palm oils in the binary mixtures, the molar oil: ethanol ratio and the NaOH catalyst concentration. The best binary oil mixtures were: 37% of jatropha and 63% of palm (1 PM1,7P) and 28.6% of jatropha and 71.4% of palm (1 PM2,5P), both providing high yields of ethyl esters (greater than 96.6%) by either systems, with the difference that the ultrasound system required only 4 minutes. In addition, density, viscosity, pour point, cold filter plug-in point for 1PM1.7P obtained by ultrasound and oxidative stability for 1PM2.5P by ultrasound of the esters were within the ANP standards (2014). The binary mixture of crude jatropha and palm oils produced high levels of ethyl esters with improved fluid dynamics and oxidative stability characteristics.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:35:16Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-03-13Bitstream added on 2014-06-13T20:46:28Z : No. of bitstreams: 1 moreira_er_dr_ilha.pdf: 646185 bytes, checksum: 43953a5d05f264287113811f01c6f767 (MD5)
A propagação do pinhão manso pode ser realizada via semente e vegetativa através de estacas e micropropagação. Quando realizada via semente, as plantas são mais vigorosas, porém iniciam a produção tardiamente. Utilizando-se estacas têm-se uma produção precoce e mantém as características da planta mãe, no entanto, verifica-se menor crescimento vegetativo inicial. Já a técnica da micropropagação pode produzir mudas sadias, em escala comercial com um curto período. Com isso objetivou-se com esta pesquisa, desenvolver protocolos para a propagação do pinhão manso via sementes, estaquia e micropropagação, visando à obtenção de mudas de qualidades. O projeto foi dividido em três partes: a primeira parte objetivou-se produzir plantas através de sementes, onde foram realizados testes pré-germinativos em diferentes substratos (comercial, vermiculita, areia); a segunda parte utilizou-se estacas, onde foram testadas partes do ramo (apical, mediana, basal) e diferentes substratos (comercial Bioplant®, vermiculita, areia) em duas épocas, agosto/2011 e março/2012. Na terceira parte foram desenvolvidas técnicas de micropropagação, envolvendo as etapas de assepsia dos explantes in vitro através do controle de contaminação utilizando concentrações de cloro ativo e tempo de imersão, problemas frequentes que inviabilizam a utilização da micropropagação para espécies lenhosas, como o pinhão manso; etapa de desenvolvimento onde estudou concentrações da citocinina 6-Benzilaminopurina (BAP) e dos sais do meio de cultivo Murashige e Skoog (1962) (MS); e a fase de enraizamento in vitro utilizando concentrações do ácido indol butírico (AIB). Concluiu-se que na propagação por sementes o melhor tratamento pré-germinativo foi a escarificação mecânica + imersão em água por 12 horas, e o uso do...
The propagation of physic nut can be realized by seed, vegetative by cuttings and micropropagation. When performed by seed, plants are more vigorous but begin production late. Using cuttings have an early production and keeps the characteristics of the parent plant, however, there is less initial vegetative growth. Since the technique of micropropagation can produce healthy seedlings in commercial scala with a short period. Therefore, objective was the research, develop protocols for the propagation of physic nut seeds, cuttings and micropropagation, in order to obtain seedlings qualities. The project was divided into three parts: the first part the objective was to produce plants by seed, where tests were performed pre-germination on different substrates (commercial, vermiculite, sand), the second part was used cuttings, where they were tested parts of the branch (apical, middle, basal) and different substrates (commercial, vermiculite, sand) in two seasons, from August/2011 and March/2012. In the third part have been developed of micropropagation techniques, involving the stages of aseptic explants in vitro through contamination control using ative chloro concentrations and time of immersion, frequent problems that hinder the use of micropropagation for woody species, like physic nut, development studying concentrations of cytokinin 6-benzylaminopurine (BAP) and salts of Murashige e Skoog (1962) (MS) medium and in vitro rooting concentrations of auxin indol butyric acid (IBA). It was concluded that the best seed propagation pre-germinative treatment was mechanical scarification + immersion in water for 12 hours, and the use of commercial substrate and vermiculite when using the cuttings the best time for propagation was August, and cuttings from the basal portion of the substrates and the use vermiculite and... (Complete abstract click electronic access below)

Orientador: Aparecida Conceição Boliani
Banca: Luiz de Souza Corrêa
Banca: Enes Furlani Junior
Banca: Enio Tiago de Oliveira
Banca: Flavia Dionisio Pereira
Resumo: A propagação do pinhão manso pode ser realizada via semente e vegetativa através de estacas e micropropagação. Quando realizada via semente, as plantas são mais vigorosas, porém iniciam a produção tardiamente. Utilizando-se estacas têm-se uma produção precoce e mantém as características da planta mãe, no entanto, verifica-se menor crescimento vegetativo inicial. Já a técnica da micropropagação pode produzir mudas sadias, em escala comercial com um curto período. Com isso objetivou-se com esta pesquisa, desenvolver protocolos para a propagação do pinhão manso via sementes, estaquia e micropropagação, visando à obtenção de mudas de qualidades. O projeto foi dividido em três partes: a primeira parte objetivou-se produzir plantas através de sementes, onde foram realizados testes pré-germinativos em diferentes substratos (comercial, vermiculita, areia); a segunda parte utilizou-se estacas, onde foram testadas partes do ramo (apical, mediana, basal) e diferentes substratos (comercial Bioplant®, vermiculita, areia) em duas épocas, agosto/2011 e março/2012. Na terceira parte foram desenvolvidas técnicas de micropropagação, envolvendo as etapas de assepsia dos explantes in vitro através do controle de contaminação utilizando concentrações de cloro ativo e tempo de imersão, problemas frequentes que inviabilizam a utilização da micropropagação para espécies lenhosas, como o pinhão manso; etapa de desenvolvimento onde estudou concentrações da citocinina 6-Benzilaminopurina (BAP) e dos sais do meio de cultivo Murashige e Skoog (1962) (MS); e a fase de enraizamento in vitro utilizando concentrações do ácido indol butírico (AIB). Concluiu-se que na propagação por sementes o melhor tratamento pré-germinativo foi a escarificação mecânica + imersão em água por 12 horas, e o uso do... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo)
Abstract: The propagation of physic nut can be realized by seed, vegetative by cuttings and micropropagation. When performed by seed, plants are more vigorous but begin production late. Using cuttings have an early production and keeps the characteristics of the parent plant, however, there is less initial vegetative growth. Since the technique of micropropagation can produce healthy seedlings in commercial scala with a short period. Therefore, objective was the research, develop protocols for the propagation of physic nut seeds, cuttings and micropropagation, in order to obtain seedlings qualities. The project was divided into three parts: the first part the objective was to produce plants by seed, where tests were performed pre-germination on different substrates (commercial, vermiculite, sand), the second part was used cuttings, where they were tested parts of the branch (apical, middle, basal) and different substrates (commercial, vermiculite, sand) in two seasons, from August/2011 and March/2012. In the third part have been developed of micropropagation techniques, involving the stages of aseptic explants in vitro through contamination control using ative chloro concentrations and time of immersion, frequent problems that hinder the use of micropropagation for woody species, like physic nut, development studying concentrations of cytokinin 6-benzylaminopurine (BAP) and salts of Murashige e Skoog (1962) (MS) medium and in vitro rooting concentrations of auxin indol butyric acid (IBA). It was concluded that the best seed propagation pre-germinative treatment was mechanical scarification + immersion in water for 12 hours, and the use of commercial substrate and vermiculite when using the cuttings the best time for propagation was August, and cuttings from the basal portion of the substrates and the use vermiculite and... (Complete abstract click electronic access below)
Doutor

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Energia e Bioenergia
Este trabalho teve como objetivo a produção de biodiesel a partir do óleo de sementes de Jatropha curcas provenientes de Cabo Verde. Foram utilizadas sementes de duas ilhas, Santiago e Fogo, tendo os óleos extraídos revelado alguma variabilidade nos valores dos parâmetros em que foram caracterizados, nomeadamente na composição em ácidos gordos e no índice de acidez. Para os óleos provenientes das sementes do Fogo obtiveram-se valores para o índice de acidez superiores a 5 mg KOH/g. Atendendo a este valor, a transesterificação básica do óleo do Fogo, após degomagem, foi precedida de diferentes processos (neutralização, catálise ácida) destinados à redução dos ácidos gordos livres. O teor de ésteres metílicos obtido, em todos os casos, foi superior ao especificado para um biodiesel de boa qualidade (> 96,5% (m/m)). O óleo de Santiago foi sujeito a um processo de transesterificação enzimática, tendo-se utilizado como catalisador a lipase Lipozyme TL IM. A otimização deste processo foi realizada mediante a metodologia estatística das superfícies de resposta, com um desenho composto central com 4 variáveis. A percentagem de água, a razão molar metanol:óleo e a temperatura foram os parâmetros que mostraram ter mais influência na formação dos ésteres. As condições definidas e validadas como ótimas, que conduziram ao valor mais elevado de ésteres metílicos (97,4% (m/m)), corresponderam a 27,5ºC de temperatura, 6:1 de razão molar, 0,726% (m/m) de lipase pura e 18% (m/m) de água. Estes resultados mostram que a transesterificação do óleo de Jatropha curcas, na presença da lipase Lipozyme TL IM, é auspiciosa, atendendo às baixas temperatura e quantidade de lipase requeridas para a obtenção de um elevado teor de ésteres. Após purificação, o biocombustível obtido encontrava-se dentro das especificações da norma EN 14214, relativamente aos parâmetros analisados. Verificou-se ser possível, também, a reutilização da enzima Lipozyme TL IM, tendo-se observado uma perda de rendimento pouco significativa ao longo dos 5 ensaios realizados.

In 2003 India launched a National Mission on Biofuels. Its main strategy has been to promote Jatropha curcas; a perennial shrub that bears non-edible oil seeds that can be used to produce biodiesel with the aim of achieving a target of 20% blending of biodiesel by 2012. This thesis recommends a framework that will enable people to implement Biodiesel Production System in Karnataka State, India, and possibility replicate it in other developing countries. Detailed combinations of Life Cycle Assessment with Technical and Cost-benefit Analysis have been developed to assess the suitability of individual oilseed crops for large scale cultivation from energy, environmental and socio-economic perspectives. The ways in which biodiesel are produced with the impacts on energy balance, GHG emissions and costs have been evaluated. All large scale agricultural and small-scale agricultural scenarios produced negative NPV per life cycle. A key common feature from all the results is that in conditions of an established market, the price of Jatropha oilseeds, as a final product of agricultural enterprise, has a strong influence on price of Jatropha SVO, the main raw material for biodiesel production. As such, it will require strong and direct government‟s intervention to both agricultural and industrial phases of this chain, to keep them in business. For large scale agricultural scenarios demonstrate the following options to make NPV of the feedstock production positive: a) raise Jatropha oilseed price in 1.91-2.08 times, b) impose government‟s subsidies on working capital at least 41.55-69.85% large, or c) impose government‟s subsidies on CAPEX at least 27.25-28.81% large. For small-scale agricultural scenarios sensitivity analysis produces the following options: a) to raise Jatropha oilseed price in 1.92-2.38 times, or b) to impose government‟s subsidies on working capital at least 41.5-51.0% large. The results of this work do not show a way in which subsidies could be removed. In deciding whether to support this technology, the public support for early stage commercialization investment might be considered as illustrated in the “Stern Review: The Economics of Climate Change” (2006) by experience curves. For all large scale and small-scale agricultural scenarios, the correlation results demonstrate that price of oilseeds, the Jatropha oilseed yields, the labour cost coefficient, and subsidies on working capital (Private Capital) are all significantly correlated with NPV and NPV/GHG avoided ratio. For both large scale and small-scale production scenarios, only the price of Jatropha oil significantly correlated with NPV and NPV/GHG avoided ratio. Cost-effectiveness analysis demonstrates a very high GHG avoided (GBP/tCO2eq) costs for all scenarios compared to the current market price of Certified Emissions Reduction (CER). To make average costs of GHG avoided comparable with current CER price, the price of Jatropha oilseeds should be reduced by 0.91-1.99 times in Irrigated and by 1.22-1.91 times for Rainfed scenarios. However, in this case, the effect on economics of Jatropha oilseeds cultivation (agricultural scenarios) will be disastrous. To show the potential savings, the energy use and GHG emissions for each Model have been compared with the Well-to-Tank (WTT) energy and GHG emissions for diesel (basic scenario). Some Models actually save more fossil energy than is contained in the produced biodiesel as a result of the large energy savings attached to electricity production and other by-products utilization. The GHG savings has a pattern which is clearly corresponding with the energy one. The emissions from farming, especially excessive N2O emissions, are responsible for significant fraction of total GHG emissions. All Rainfed scenarios demonstrate much better energy and GHG emissions performance than Irrigated scenarios. Unfortunately, considerable benefits of energy and GHG savings produced by small-scale in comparison to large-scale Jatropha cultivation have been challenged by the negative results of the Cost-benefit analysis for the same Models.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:30:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 568529 bytes, checksum: 57591390719fc6e83e520999363ba837 (MD5) Previous issue date: 2009-07-31
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
The broad mite Polyphagotarsonemus latus (Banks, 1904) (Acari: Tarsonemidae) has been cited as one of the most important pests of physic nut in Brazil. However, there is no information available about broad mite development on the main genotypes of physic nut cultivated in Brazil. Besides, the control of P. latus has been done with synthetic acaricides, without the knowledge of broad mite densities, due to the lack of sampling plans for the pest in this crop. The aims of this research were to study the biological parameters of P. latus and its population growth on physic nut genotypes, the predators associated to broad mite in physic nut genotypes, and to determine a sampling plan for P. latus. The informations were distributed in three chapters. In Chapter 1, it was evaluated P. latus biology and its population growth through the estimation of the intrinsic rate of population increase (rm) in laboratory and the instantaneous rate of population increase (ri) in the greenhouse, on five physic nut genotypes (Filomena, Bento, Oracília, Gonçalo and Paraguaçú). In Chapter 2 , we determined the unit amostral, the amostral technique and the more representative number of samples to compose the sampling plan of P. latus in physic nut plants. In the chapter 3, it was studied the population dynamics of P. latus in the field, in nine genotypes of physic nut, their attack seasonality, the importance of the predatory mites in controlling P. latus population. P. latus was capable to complete its life cycle and to reproduce in the tested genotypes. The biological parameters and the fecundity of P. latus didi not differ among the tested physic nut genotypes. The intrinsic rate of population increase (rm) and the instantaneous rate of population increase (ri) were similar among the genotypes. The injury levels of P. latus didn't differ among the genotypes. For the sampling plan, the leaf surface selected for the sampling of P. latus in physic nut was the abaxial and the ideal positions for sampling are those close to the petioles (P5 and P6) of that surface. The direct counting with aid of manual magnifying glass was the best sampling technique. The most representative leaves for broad mite sampling were from the 2nd to 4th leaf. Adjustment was not observed of the sample data the any frequency distribution, however the number of samples to compose the sampling plan was 79 samples/farming, what requests 0.95 hours/sampling and costs R$ 17.67 for the sampling. In the field, the levels of infestation of P. latus along the time andthe number of predatory mites didn't vary among the physic nut genotypes. There was no significant correlation betweenthe predatory mite Iphiseiodes zuluagai and P. latus populations, however there was a positive correlation among predatori mites Typhlodromalus spp., the climatic factors (precipitation, temperature and photoperiod) and the densities of P. latus. The population peak of P. latus was during November and December.
O ácaro branco Polyphagotarsonemus latus (Banks, 1904) (Acari: Tarsonemidae) tem sido relatado como uma das pragas mais importantes do pinhão manso Jatropha curcas L. no Brasil. No entanto, não existem informações sobre o potencial de desenvolvimento desta praga nos principais acessos de pinhão manso plantados no território nacional. Além disso, o controle de P. latus tem sido realizado utilizando-se acaricidas, sem o conhecimento das densidades populacionais, devido à inexistência de um sistema amostral desenvolvido em plantas de pinhão manso para esta praga.Assim nesse trabalho se propõe estudar os parâmetros biológicos de P. latus, seu potencial de crescimento populacional em acessos de pinhão manso, a susceptibilidade de acessos de pinhão manso a P. latus, os ácaros predadores e ainda determinar um plano de amostragem para P. latus neste hospedeiro. As informações obtidas foram distribuídas em três capítulos. No Capítulo 1, avaliou-se a biologia de P. latus e seu potencial de crescimento através da taxa intrínseca de crescimento populacional (rm) em laboratório e da taxa instantânea de crescimento populacional (ri) e as injúrias causadas pelo ácaro em casa de vegetação nos acessos de pinhão manso Filomena, Bento, Oracília, Gonçalo e Paraguaçú. No capítulo 2 determinaram-se a unidade amostral, a técnica amostral e o número de amostras mais representativos para compor o plano de amostragem de P. latus em plantas de pinhão manso. No capítulo 3, foi estudada a dinâmica populacional de P. latus em campo, em nove acessos de pinhão manso, com o intuito de conhecer as diferenças na infestação nos acessos, a sazonalidade do ataque e a importância dos ácaros predadores. P. latus foi capaz de completar seu ciclo e se reproduzir nos acessos Filomena, Bento, Gonçalo, Oracília e Paraguaçú. Não foi detectada diferença significativa na duração dos parâmetros biológicos e na fecundidade de P. latus entre os acessos de pinhão manso. As taxas de crescimento populacional em laboratório (rm) e em casa de vegetação (ri) foram semelhantes entre os acessos de pinhão manso. Os níveis de injúria de P. latus não diferiram entre os acessos de pinhão manso. Quanto ao plano de amostragem, a face da folha selecionada para a amostragem de P. latus em pinhão manso foi a abaxial e as posições ideais para amostragem são próximas ao pecíolo (P5 e P6) desta face. A contagem direta com lupa manual foi a melhor técnica amostral. As folhas mais representativas para amostragem de P. latus foram da 2ª a 4ª folha. Não foi observado ajuste dos dados amostrais a nenhuma distribuição de frequência, porém o número de amostras determinado para compor o plano de amostragem foi 79 amostras/lavoura, o que requer um tempo de 0,95 horas/amostragem e um custo de R$ 17,67 para a amostragem. No campo, os níveis de infestação de P. latus ao longo do tempo e o número de ácaros predadores não variaram entre os acessos de pinhão manso. Não foi observada correlação significativa entre os ácaros predadores da espécie Iphiseiodes zuluagai e as populações de P. latus, porém houve correlação positiva entre ácaros predadores Typhlodromalus spp., os fatores climáticos (precipitação, temperatura e fotoperíodo) e as densidades de P. latus em campo. O pico populacional de P. latus ocorreu nos meses de novembro e dezembro.

Made available in DSpace on 2015-05-14T13:21:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 parte1.pdf: 4285176 bytes, checksum: fd2b58362e70fc57a12e0c8c87d9ba51 (MD5) Previous issue date: 2010-08-18
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES
Jatropha curcas L. as a raw to produce biodiesel presents a promising alternative because of the perennial production of its fruits and a high oil concentration on its seeds. The mechanical extraction of the oil yielded 38% while the chemical extraction yielded 44.8% but the oil chemically extracted presented a higher acidity index, in relation to the mechanical extracted oil, factor that interferes in the transesterification reaction. The chromatographic data showed higher concentration of oleic acid (C 18:1) with 35,89% and linoleic acid (C 18:2) with 44,45%. The ethyl biodiesel was obtained through alcaline transesterification (KOH) and the 5%, 10% and 20% (m/m) biodiesel/diesel mixtures were prepared and then submitted to storage for 120 days, at room temperature. The results of RMN 1H and medium infrared characterized the ethyl biodiesel and its mixtures (B5, B10 and B20). The oxidative behavior of ethyl biodiesel and its mixtures were monitored through UV-Visible spectroscopy. The PetroOXY (OITB100= 52, 48, 35, 28 min) and P-DSC (HPOITB100= 41,30; 22,63; 7,72 min) techniques monitored the pure biodiesel s oxidative process and the results obtained indicate that oxidation occurred through the long period of storage. The cold hydrodynamic and flow properties confirmed the oxidative process, where was observed a slightly increase in viscosity, however the mixtures, although the biodiesel influence, after 120 days of storage kept into the required parameters by ANP regulations and consequently into commercialization conditions.
O uso de pinhão manso (Jatropha curcas L.) para a produção de biodiesel apresenta-se como uma alternativa promissora em virtude da produção perene dos frutos e por possuir sementes com elevado teor de óleo, em torno de 30%. A extração mecânica do óleo obteve rendimento de 38% enquanto a extração química 44,8%, sendo que o óleo extraído quimicamente apresentou maior índice de acidez, em relação ao óleo extraído mecanicamente, fator que interfere na reação de transesterificação. Os dados cromatográficos mostraram que os ácidos presentes em maior quantidade são o oléico (C 18:1) com 35,89% e o linoléico (C 18:2) com 44,45%. O biodiesel etílico foi obtido por transesterificação alcalina (KOH) e as misturas biodiesel/diesel foram preparadas nas concentrações de 5, 10 e 20% (m/m), em seguida submetida ao armazenamento por 120 dias, a temperatura ambiente. Os resultados de RMN 1H e espectroscopia na região do infravermelho médio caracterizaram o biodiesel etílico e suas misturas (B5, B10, B20). O comportamento oxidativo do biodiesel etílico e misturas (B5, B10, B20) foram monitorados pela espectroscopia UV-Visível. As técnicas PetroOXY (OITB100= 52, 48, 35, 28 min) e o P-DSC (HPOITB100= 41,30; 22,63; 7,72 min) monitoraram o processo oxidativo do biodiesel puro e os resultados obtidos indicam que ocorreu oxidação ao longo do período de armazenamento. As propriedades fluidodinâmicas e de fluxo a frio confirmaram o processo oxidativo, onde foi observado um leve aumento de viscosidade. No entanto, as misturas, apesar da influência do biodiesel, após 120 dias de armazenamento, se mantiveram dentro dos parâmetros exigidos pela ANP e consequentemente em condições de comercialização.

Made available in DSpace on 2017-07-10T15:14:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 _Rafaela_K_BASTOS.pdf: 1560970 bytes, checksum: ffc24518eabfdef76f8aff1be1e053ce (MD5) Previous issue date: 2016-02-05
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
The increased interest in biofuels in recent years, coupled with the problem of the need for environmental sanitation in different areas of the economy justify the proposal of this work, which is the reuse of wastewater from swine (SW) in the jatropha crop (Jatropha curcas L.) and its influence on oil acidity - short parameter importance in the production of biodiesel; culture stands out from oilseeds for its oil production capacity and high adaptability in different scenarios. The experiment featured a Jatropha plantation area of 900 m², which were used 216 m² for conducting the experiment, divided into eighteen installments, the research was conducted over three years; each year the plots received six treatments with different proportions of SW with three repetitions each, applications were performed in triplicate with an interval of three months between each application. Seed harvest was done by hand during the entire production plan period from the first application of each year, the oil was extracted with solvent (ethanol), justified because it is cheaper, less toxic and less harmful to the environment, when compared to other organic solvents such as hexane. The acidity was determined by titration process with sodium hydroxide (NaOH) at the end of each experimental cycle; further the composition was determined as the percentage of oils of fatty acids (FA) by gas chromatography. The results showed an inversely proportional reduction of acidity amount of SW applied during the three years analyzed; It was also observed a decrease in linolenic acid concentration due to the increase of the applied dose and in all cycles. Knowing FA unsaturated oils leave them more susceptible to oxidation, reduction FA that may be related to decreased acidity
O aumento do interesse por biocombustíveis nos últimos anos, somado à problemática da necessidade do saneamento ambiental em diferentes áreas da economia, justificam a proposta do presente trabalho, que é o reuso da água residuária da suinocultura (ARS) na cultura do pinhão manso (Jatropha curcas L.) e sua influência sobre a acidez do óleo - parâmetro de suma importância na produção de biodiesel; a cultura se destaca dentre as oleaginosas por sua capacidade de produção de óleo e a alta adaptabilidade em diferentes cenários. O experimento contou com uma área de plantio de pinhão manso de 900 m², da qual foram utilizados 216 m² para condução do experimento, divididos em dezoito parcelas, a pesquisa foi conduzida ao longo de três anos; em cada ano as parcelas receberam seis tratamentos com diferentes proporções de ARS com três repetições cada, as aplicações foram realizadas em triplicata com intervalo de três meses entre cada aplicação. A colheita das sementes foi feita manualmente durante todo o período produtivo da planta a partir da primeira aplicação de cada ano, o óleo foi extraído com solvente (etanol), justificado pelo fato de ser mais barato, menos tóxico e menos nocivo ao meio ambiente, quando comparado a outros solventes orgânicos, como o hexano. A acidez foi determinada pelo processo de titulação com hidróxido de sódio (NaOH) ao final de cada ciclo experimental; foi determinada ainda a composição dos óleos quanto a porcentagem de ácidos graxos (AG), por cromatografia gasosa. Os resultados mostraram uma redução da acidez inversamente proporcional a quantidade de ARS aplicada, nos três anos analisados; observou-se ainda um decréscimo na concentração do ácido linolênico em função do aumento das doses aplicadas e em todos os ciclos. Sabendo que AG insaturados deixam os óleos mais susceptíveis à oxidação, a redução desse AG pode estar relacionada à diminuição da acidez

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior
Jatropha curcas L. is an oilseed crop species with potential for biodiesel production, however, lacks basic information for conducting commercial plantations. This study aimed to evaluate the floral phenology, molecular and agronomic characterization of accessions of physic nut (Jatropha curcas L.). The study was carried out in the Active Germplasm Bank of the Federal University of Sergipe, it was evaluate the main phenophases of plants (leaf falling, flushing, flowering and fruiting), the characterization of floral morphology, molecular characterization by RAPD molecular tool and seed biometry and oil content. Jatropha curcas L. enter dormant during the dry season, budding and flowering begin immediately after leaf falling and fruiting occurs during the period of highest rainfall. The physic nut plant is monoecious, with the occurrence of hermaphroditic flowers. There is genetic average similarity of the 52,6% among accessions of Jatropha curcas L. in UFS ABG. The oil content ranged from 18.50 to 34.00%. These accessions are potential genotypes to be used in breeding program of the species.
O Jatropha curcas L. é uma espécie oleaginosa com potencial para a produção de biodiesel, no entanto, faltam informações básicas para condução de plantios comerciais. Assim, este trabalho teve como objetivo avaliar o comportamento fenológico e a caracterização floral, molecular e agronômica de acessos de pinhão-manso (Jatropha curcas L.). O trabalho foi realizado no Banco Ativo de Germoplasma da Universidade Federal de Sergipe, foram avaliadas as principais fenofases das plantas (queda da folha, brotação, floração e frutificação), a caracterização da morfologia floral, a caracterização molecular por meio da ferramenta RAPD e a biometria e teor de óleo em sementes de pinhão-manso. A Jatropha curcas L. entra em repouso vegetativo no período seco, a brotação e floração iniciam logo após a queda das folhas e a frutificação ocorre no período de maior precipitação pluviométrica. O pinhão-manso é uma planta monóica, com ocorrência de flores hermafroditas. Há variabilidade genética média de 52,6% de similaridade entre os acessos de Jatropha curcas L. do BAG da UFS. O teor de óleo variou de 18,50 a 34,00%. Os acessos estudados são genótipos potenciais para serem utilizados em programa de melhoramento genético da espécie.

The purpose of this study was to highlight and bring out the main environmental,economic and social impacts of the fast developing Jatropha industry in Zambia. Thestudy addressed key issues related with the Jatropha cultivation, processing and use of bio-diesel and its by-products. Each of the stages of Jatropha cultivation, conversiontechnology and the ultimate use of bio-diesel, glycerine and seedcake were related to the environmental, economic and social impacts. Jatropha based bio-diesel production in Zambia has potential to stimulate ruraldevelopment, promote agriculture and also helps to diversify Zambia’s economy. The Jatropha industry has potential to create more jobs than the fossil fuel sector. Locally produced bio-diesel would reduce reliance on imported fossil oil, which is more susceptible to external interruptions, ultimately improving on security of supply.Glycerine and the seedcake have both commercial and economic value within oroutside the country. The environmental impacts among others include reduced end-ofpipeemissions, soil conservation benefits and ability to minimize desertification. Key social impacts resulting from the Jatropha industry cannot be traced easily asactual experiences are yet to be seen and assessed. The issues of threat to foodsecurity and poverty reduction among the poor rural farmers require more time and amulti-disciplinary approach. The actual positive or negative impacts are projectionsthat depend on a variety of parameters and factors that may not follow a linear scale.The use of fertilizer may disadvantage rural farmers, while use of irrigation wouldequally impact negatively on them. Intercropping is beneficial to small scale farmers in the initial years, but may not be feasible later on. Pro-poor policies and promoting a reliable Jatropha feedstock are some of the waysthat will ensure a vibrant and competitive Jatropha industry in Zambia. Research anddevelopment should be promoted, well co-ordinated and encouraged so that up to date information is made available for informed decisions as the industry expands.

www.ima.kth.se

In recent years several research groups have been trying to study and develop different techniques to convert vegetable oil into biodiesel. They have also been working to produce biodiesel from plants which do not compete with food crops for the people. One plant that meets all these requirements is the Jatropha Curcas and it is the object of this work. This plant is of great importance as it allows its cultivation under difficult environmental conditions; its production cycle is only 40 years. In this project the oil extraction and the biofuel production from the seeds of this plant has been studied. The seeds used are of Brazil origin, grown in “Gavia” and “Fondo de Barranco” soils, with superficial and ground-based irrigation, using desalinated water and treated with doses of 75% and 100% ETP. Both the extracted oil and biofuel obtained were characterized using the procedures corresponding to European Standard UNE-EN 14214. Finally, for both soils studied, the optimal culture parameters for Jatropha curcas irrigated with desalinated water is proposed.

The embryogenic calli were grown on MS medium containing NaCl with concentrations from 50 to 300 mM. After 2 weeks of culture, salinity tolerance threshold was identified at 150 mM NaCl. Higher concentrations of NaCl stimulated a significant reduction in the calli survival rate and the highest rate was 78.67% at 50 mM. After subculturing callus to the embryo culture medium containing NaCl, the growth and embryogenesis were not affected at the concentrations of 50 – 100 mM. Especially, at 50 mM NaCl the embryogenesis rate reached 83.33%. In contrast, 150 mM NaCl inhibited the somatic embryogenesis. After 4 weeks, culturing somatic embryos on medium MS with addition of 0.07 mg/l spermidin at 50 – 100 mM NaCl, the embryogenesis was considered good and embryos developed through several stages: globular, heart, torpedo and cotyledonary. However, at 150 mM NaCl the globular stage appeared in the culture process. The process of morphohistology and using dye carmine – iod and acridine orange observed the structure of generative callus and embryos at several stages
Mô sẹo có khả năng phát sinh phôi được nuôi cấy trong môi trường có chứa muối NaCl với nồng độ thay đổi từ 50 – 300 mM. Sau 2 tuần nuôi cấy, chúng tôi xác định được ngưỡng chịu mặn của mô sẹo có khả năng sinh phôi cây Cọc rào là 150 mM. Nồng độ muối NaCl càng cao thì tỷ lệ sống của mô sẹo giảm dần và đạt giá trị cao nhất là 78,67% tại nồng độ 50 mM NaCl. Khi chuyển mô sẹo sang môi trường phát sinh phôi có chứa muối NaCl với nồng độ thay đổi, chúng tôi thấy ở nồng độ muối NaCl 50 – 100 mM không ảnh hưởng đến khả năng sinh trưởng và phát sinh phôi, đặc biệt là tại nồng độ 50 mM NaCl giúp kích thích sự hình thành phôi từ mô sẹo với tỷ lệ hình thành phôi đạt 83,33%. Ngược lại, nồng độ từ 150 mM NaCl gây ức chế quá trình hình thành phôi soma từ mô sẹo. Tiếp tục khảo sát ảnh hưởng của muối đến khả năng phát triển và nảy mầm của phôi soma. Ghi nhận kết quả sau 4 tuần nuôi cấy phôi soma trong môi trường MS có bổ sung 0.07 mg/l spermidin, tại nồng độ 50 – 100 mM NaCl khả năng hình thành phôi tốt và phôi phát triển qua các giai đoạn phôi hình cầu, hình tim, hình thủy lôi và hình lá mầm. Đặc biệt ở nồng độ 50 mM số lượng phôi lá mầm đạt giá trị cao với 13,33 phôi. Nồng độ muối NaCl 150 mM chỉ xuất hiện phôi hình cầu trong suốt thời gian nuôi cấy. Quá trình giải phẫu hình thái phôi và sử dụng thuốc nhuộm 2 màu carmin – iod và acridine orange đã cho thấy rõ hơn về cấu trúc mô sẹo có khả năng sinh phôi và phôi hình thái

CARVALHO, Clayton Moura de. Pinhão manso: crescimento e produtividade sob diferentes lâminas de irrigação e doses de nitrogêncio. 2012. 104 f. : Tese (doutorado) - Universidade Federal do Ceará, Centro de Ciências Agrárias, Departamento de Engenharia Agrícola, Curso de Doutorado em Engenharia Agrícola, Fortaleza-CE, 2012.
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The state government of Ceara has sought, without much success, to revive the cotton crop, however, their high costs have prevented the plant expansion of cultivated area. One of the viable alternatives to occupy the space left by the cultivation of cotton is aimed at producing jatropha biodiesel. Given the above, this study aimed to evaluate the effects of different levels of irrigation water and nitrogen fertilizer on growth, production and nutritional status of jatropha. The study was conducted from September 2008 to February 2010, at the Experimental of the Bandeira Farm belonging to Br asil Ecodiesel agribusiness, located in Crateús - CE, located at 05 ̊23'25''S, 40 ̊57'38"W and 717 m altitude. The experimental design was randomized blocks in split plots. The treatments were composed from a combination of five water slides (50%, 75%, 100%, 125% and 150% of pan evaporation class "A") and four nitrogen levels (0%, 50% , 100% and 150% of nitrogen recommended), totaling 20 treatments with three replications. The analyzes of the growth occurred at 30, 60, 90, 120, 150, 180 and 210 days after pruning of uniformity. The variables analyzed were growth, production, efficiency of water use and plant nutritional status. The matric potential gradually decreased the extent of the blades there was an increase in the different treatments were irrigated and increasing the extent that the biomass of the plant increased. With greater water depth were achieved the highest growth and productivity. Nitrogen rates applied in this experiment were not sufficient to influence the treatment of growth and yield. There was a decline in the values of relative growth rate in height and stem diameter caused by climatic factors and the onset of flowering and fruit formation. The higher efficiency of water use in the production of fruits, seeds and albumen were found with the lower blade applied. The lower blade 735 mm was applied and every 2% increase of volume gave a mean increase of 1% in productivity variables. As semiarid cearense naturally present conditions scarcity becomes feasible cultivating Jatropha with the blade of 735 mm, since this provides a saving in water of 124% in relation to the greater applied blade. The order of accumulation of nutrients in the leaves, in general, was as follows: N> Ca > K > Mg > P.
O governo do estado do Ceará tem buscado, sem muito sucesso, revitalizar a cultura do algodão, entretanto, os seus elevados custos fitossanitários têm impedido a expansão da área cultivada. Um das alternativas viáveis para a ocupação do espaço deixado pelo algodão é o cultivo do pinhão manso visando à produção do biodiesel. Face ao exposto, este trabalho teve como objetivo avaliar os efeitos de diferentes níveis de lâminas de água e adubação nitrogenada no crescimento, na produção e no estado nutricional do pinhão manso. O trabalho foi desenvolvido no período de setembro de 2008 a fevereiro de 2010, na área experimental da Fazenda Bandeira pertencente a Agroempresa Brasil Ecodiesel, situada em Crateús – CE, localizada em 05˚23’25’’S, 40˚57’38’’W e 717 m de altitude. O delineamento experimental adotado foi o de blocos ao acaso no esquema de parcelas subdivididas. Os tratamentos foram compostos a partir da combinação de cinco lâminas de água (50%, 75%, 100%, 125% e 150% da evaporação do Tanque Classe “A”), e quatro níveis de adubação nitrogenada (0%, 50%, 100% e 150% da adubação nitrogenada recomendada), totalizando 20 tratamentos com três repetições. As análises referentes ao crescimento foram realizadas aos 30, 60, 90, 120, 150, 180 e 210 dias após a poda de uniformização. As variáveis analisadas foram o crescimento, a produção, a eficiência do uso da água e estado nutricional da planta. O potencial mátrico foi decrescendo a medida em houve o incremento das lâminas nos diferentes tratamentos com irrigação e foram crescentes na medida em que a fitomassa da planta aumentava. Com a maior lâmina de água foram alcançados os maiores valores de crescimento e produtividade. As doses de nitrogênio aplicadas neste experimento não foram suficientes para influenciar nos tratamentos de crescimento e produtividade da cultura. Houve um declínio nos valores da taxa de crescimento relativo em altura e diâmetro caulinar causado pelos fatores climáticos e pelo inicio da floração e formação de frutos. Os maiores valores da eficiência do uso da água na produção de frutos, sementes e albúmen foram encontrados com a menor lâmina aplicada. A menor lâmina aplicada foi de 735 mm e cada 2% de aumento deste volume obteve-se um aumento médio de 1% nas variáveis de produtividade. Como o semiárido cearense apresenta naturalmente condições de escassez hídrica torna-se viável o cultivo do pinhão manso com a lâmina de 735 mm, uma vez que esta apresenta uma economia de água de 124% em relação a maior lâmina aplicada. A ordem de acúmulo de macronutrientes nas folhas, de maneira geral, foi a seguinte: N > Ca > K > Mg > P.

La matriz energética chilena se caracteriza por la gran importancia de los combustibles fósiles importados. El presente trabajo de título (TT), cuyo objetivo es estudiar en forma exploratoria la producción de biodiesel a partir del cultivo de jatropha curcas (JC), puede contribuir al reemplazó de éstos mediante el estudio de un tipo de energía renovable no convencional (ERNC). El TT consta de una etapa agronómica, una industrial y una económica. La primera arrojó resultados preliminares, basados en estimaciones tentativas, que deben ser comprobadas experimentalmente. El cultivo de JC en la IV Región produciría 5.000 tn/ha de semilla si se usan las cantidades requeridas de fertilizantes y agua. El estudio industrial tiene tres fases, correspondiendo la primera a la extracción de aceite a partir de las semillas de JC. Este proceso es similar al de otros cultivos oleaginosos, obteniendo como subproducto una torta de semillas que puede ser utilizada como fertilizante pero no como alimento para ganado por ser venenosa. A partir del aceite se obtiene biodiesel mediante transesterificación con metanol en un reactor continuo, con un catalizador básico. Este es un proceso comercialmente probado, que produce glicerina impura como subproducto, la que en este caso ocasiona una contribución económica pequeña. El diseño conceptual de la planta industrial se basó en el trabajo de Hervé y otros. La evaluación económica valoró en 14 MM US$ la inversión en la planta industrial. El precio del biodiesel se estimó en 593 US$/m3 y el rendimiento de la JC en 1.500 kg/ha de aceite. La plantación de jatropha requirió 72.000 ha en la IV Región. El valor presente neto (VPN) del proyecto correspondió a -718.000 MM$ Ch, para una tasa de descuento de 15%. La principal causa de este mal resultado fue el elevado valor de la tierra y el costo del riego. Para un VPN igual a 0, el precio del biodiesel debe alcanzar 2.882 US$/m3 (muy por encima de los niveles históricos) o bien el rendimiento de la JC debe ser de 25,5 tn/ha (5 veces mayor que el actual.) En resumen, el retorno es muy negativo, de acuerdo a las estimaciones de los expertos consultados. Se introdujeron cambios para estimar mejorías en el cultivo en una zona con mayor pluviosidad. Según expertos el cambio reduciría la inversión por ha en $4.950.000. Esta alternativa dio un VPN de -244.000 MM$ CH, apreciablemente mejor que el caso base. Aún considerando un aumento simultáneo de 70% en el precio del biodiesel y 60% en el rendimiento de la JC se obtiene un VPN de -34.000 millones de pesos y una TIR de 11,5%. Se concluyó que el proyecto es inviable económicamente en la actualidad. Sin embargo, se encontraron factores que deberían ser estudiados en mayor profundidad. Decidir cultivar JC en una zona con un clima apropiado y menores costos de tierra y riego, reducirá la inversión del proyecto agronómico. La viabilidad del uso de la torta de semillas como alimento animal puede agregar valor importante. Aumentar la pureza de la glicerina obtenida posibilita venderla en el mercado de glicerina pura, incrementando los ingresos. Cambios en estos factores pueden mejorar el resultado del proyecto, influenciando la decisión final del mismo.

La localización de sitios óptimos para cultivos es una de las temáticas de aplicación del análisis espacial. Esta investigación aplica una serie de herramientas orientadas a la identificación de sitios óptimos para el cultivo de esta oleaginosa con alto potencial para la producción de Biodiesel.
CONACYT/SENER

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2017-10-04T11:12:58Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Ricardo Alexandre Florentino Barbosa - 2016.pdf: 1068079 bytes, checksum: b33551290eb02664f6c8ccb4ea75fb0b (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5)
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Jatropha is an oilseed with high potential for biodiesel and biofuel production, but there are few studies addressing its water needs and nutritional demands. Therefore, the objective of this work was to evaluate the effect of potassium fertilization and irrigation on the yield and composition of the oil of jatropha seeds. The treatments consisted of four doses of potassium fertilization: 40 kg ha-1 of K2O, 80 kg ha-1 of K2O, 120 kg ha -1 of K2O, 120 kg ha-1 of K2O, 120 kg ha-1 of K2O, 120 Kg ha-1 of K2O and 160 kg ha-1 of K2O, and four irrigation slides: 0% of evaporation of the Class A tank (ECA); 40% of the RCT, 80% of the RCT; And 120% of RCT. The experimental design was in randomized blocks with subdivided plots with 4 replicates. For extraction of the oil of seeds was used the chemical method via Soxhlet and to obtain the composition of oil was used the gas chromatography. The treatments of fertilization and irrigation promoted an increase in the yield and quality of the oil of jatropha seeds. Plants fertilized with 120 kg ha-1 of K2O and irrigated with the irrigation blade of 80% of ECA obtain the best results.
O pinhão manso é uma oleaginosa com alto potencial para produção de biodiesel e biolubrificantes, porém existem poucos trabalhos abordando suas necessidades hídricas e demandas nutricionais. Portanto, o objetivo deste trabalho foi avaliar o efeito da adubação potássica e da irrigação sobre o rendimento e composição do óleo de sementes de pinhão manso. O experimento foi desenvolvido na área experimental da Escola de Agronomia da Universidade Federal de Goiás, Goiânia, Goiás. Os tratamentos consistiram de quatro doses de adubação potássica, sendo: 40 kg ha-1 de K2O, 80 kg ha-1 de K2O, 120 kg ha-1 de K2O e 160 kg ha-1 de K2O, e quatro lâminas de irrigação: 0% da evaporação do tanque Classe A (ECA); 40% da ECA, 80% da ECA; e 120% da ECA. O delineamento experimental foi em blocos casualizados com parcelas subdivididas com 4 repetições. Para extração do óleo de sementes foi utilizado os método químico via Soxhlet e para obtenção da composição de óleo utilizou-se a cromatografia gasosa. Os tratamentos de adubação e irrigação promoveram aumento no rendimento e qualidade do óleo de sementes de pinhão manso. Plantas adubadas com 120 kg ha-1 de K2O e irrigadas com a lâmina de irrigação de 80% da ECA obtém os melhores resultados.

Submitted by Cibele Nogueira (cibelenogueira@ufgd.edu.br) on 2016-08-26T14:53:48Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) VINICIUSROS.pdf: 942678 bytes, checksum: c114e775597f790da5a8ccaeef5b6feb (MD5)
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Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES
The manso pine nut is a culture that has shown favorable features for the oil large scale production to make biodiesel. The plant presents itself in period of study in the different kinds of specializations in the agronomic area, due to be an untamed culture. Among the several difficulties for the commercial production, the manso pine nut shows as one of the main difficulties the harvest, because the manual harvest can become unviable the crop exploitation for commercial purposes, besides increasing the costs. However, there are some methods that have been studied to mechanize the harvest of the manso pine nut fruits. The portable harvesters show good performance and selective harvest in the coffee fruits harvest. Thus, it’s believed in its good performance and operation also in the selective harvest of the manso pine nut fruits by the similarity in the no uniform way of making the fruits ripe, like in the coffee one. At first, it is also shown the need to know the plants and fruits morphology to adapt it to the harvesters. Regarding the harvester, it’s important to know the machine features, as well as the best level of frequency of vibration to harvest the fruits, without damaging the plants. The aim of this paper was to analyze the technical feasibility of the portable harvester use in the manso pine nut fruits harvest. They were mounted three experiments, being one to evaluate the plants and fruits orphological features in Dourados-MS, a second to evaluate the performance of a portable harvester in the manso pine nut fruits harvest in Anastácio-MS, and the last one to evaluate the different systems of manso pine nut fruits harvest. For the plants morphological characterization of the plants they were determined: the plant height, the shortest branches height, the canopy diameter, the log diameter, number of main branches, diameter of the main branches in the insertion and in the half of its length, the insertion height of the main branches, the inclination of the main branches in relation to the log, and the main branches length. In the fruits, they were evaluated: size and diameter of the fruits, and stem length and diameter. The used experimental design was entirely randomized, consisting of two ages of the manso pine nut plants (one and three years old), and three phases of fruits ripening (green, ripe and dry). They were evaluated 40 plants and 750 fruits, by each age. To evaluate the harvester performance in the manso pine nut fruits harvest, in Anastácio-MS, there was a plan where the handlings were called harvest systems: in the harvest system 1 (SC1), it was used the Nakashi I Turbo II harvester working in a planting line, where the user was responsible to harvest the two sides of the same plant, with frequency of stems vibration of 2,374 rpm. In the harvest system 2 (SC2), the user harvested the two sides of the same plant, with 2,736 rpm of vibration frequency. In the third harvest system (SC3), the user harvested the two sides of the same plant, with free frequency, in other words, with a range from 1,444 to 2,736 rpm. The fourth harvest system (SC4) was compounded by fruits manual harvest, where it was compounded by a user to harvest the two sides of the plant. It was used the design in randomized blocks with four handlings and five repetitions. In the experimental design in Dourados-MS, it was used the design in randomized blocks, with four harvest systems: in the harvest system1 (SC1) they used Nakashi I Turbo II harvester working in a planting line, where the user was responsible to harvest the two sides of the same plant. In the harvest system 2 (SC2) it was used Brudden DCM 11 harvester, where the user working in a planting line, was responsible to harvest the two sides of the plant. In the third harvest system (SC3) they were used the two harvesters operating simultaneously in the same line, where each user harvested one side of the plant. In the three semi-mechanical harvest systems, the harvesters were operated with free acceleration, in other words, with frequency from 1,444 to 2736 rpm in the Nakashi I Turbo II and from 1,040 to 2.155,5 rpm. The fourth harvest system (SC4) was for manual fruits harvest. The morphological attributes manso pine nut plants in their three years old of development were 51% bigger than those with a year, except for the number of primary branches that was not changed and for the training period of fruit ripening. Through the evaluated morphological features of manso pine nut fruits and plants, there is a possibility to use the portable harvester in the fruits harvest. The manso pine nut plants pruning is necessary to adapt the use of the harvester in the harvest. The plants genetic improvement is necessary to standardize the fruit ripening, thus, avoiding the pass, and increasing the efficiency in the mechanical harvest. The harvest capacity of the harvester was five times higher than the manual harvest of manso pine nut fruits independently of the stems vibration frequency. The harvest efficiency with the harvester was equal to the manual harvest efficiency. The defoliation index in 2,374 rpm frequency was the same as the one obtained in the manual harvest. The emitted noise level of in the vibration frequency of 2,736 rpm (104.6 dBA) was the highest among the handlings, being above all the allowed levels for an exposition of 8 hours daily. The harvest capacity with harvester was 4.8 times bigger than in the manual harvest system (SC3) where they operated the two machines simultaneously in the same plant, being the other harvest systems statistically equal to the manual system. For the mechanized harvest, the biggest selective efficiency was observed when Nakashi I Turbo II harvester was used, being the values statistically equal to the manual system. The defoliation in the manual harvest and in SC3 system was statistically equal.
O pinhão manso é uma cultura que tem apresentado características favoráveis para a produção em grande escala de óleo para fabricação de biodiesel. A planta apresenta-se em fase de estudo nas diversas especializações do ramo agronômico, devido ser uma cultura não domesticada. Dentre as diversas dificuldades para a produção comercial, o pinhão manso apresenta como uma das principais dificuldades a colheita, pois a colheita manual pode inviabilizar a exploração da cultura para fins comerciais além de onerar os custos. No entanto, existem métodos em estudo para se mecanizar a colheita dos frutos de pinhão manso. As derriçadoras portáteis apresentam bom desempenho e colheita seletiva na derriça de frutos do cafeeiro. Assim acredita-se no seu bom desempenho e funcionamento também na colheita seletiva de frutos do pinhão manso, pela semelhança na desuniformidade de maturação dos frutos como no cafeeiro. A princípio, apresenta-se também a necessidade de se conhecer a morfologia das plantas e frutos para se adequar as derriçadoras. Pelo lado da derriçadora, faz-se necessário conhecer as características da máquina, como o melhor nível de freqüência de vibração das hastes para a derriça dos frutos, sem ocasionar danos às plantas. Este trabalho teve por objetivo analisar a viabilidade técnica do uso de derriçadora portátil na colheita de frutos de pinhão manso. Foram montados três experimentos, sendo um para avaliar as características morfológicas de plantas e frutos em Dourados-MS, um segundo para avaliar o desempenho de uma derriçadora portátil na colheita de frutos de pinhão manso realizado em Anastácio-MS, e um terceiro para avaliar diferentes sistemas de derriça de frutos de pinhão manso realizado em Dourados-MS. Para a caracterização morfológica das plantas foram determinados: altura da planta, altura dos ramos mais baixos, diâmetro da copa, diâmetro do tronco, número de ramos principais, diâmetro dos ramos principais na inserção e na metade do seu comprimento, altura da inserção dos ramos principais, inclinação dos ramos principais em relação ao tronco, e comprimento dos ramos principais. Nos frutos foram avaliados: tamanho e diâmetro dos frutos, comprimento do pedúnculo e diâmetro do pedúnculo. O delineamento experimental utilizado foi inteiramente casualizado, constituídos de duas idades das plantas de pinhão manso (um e três anos), e três estádios de maturação dos frutos (verdes, maduros e secos). Foram avaliados 40 plantas e 750 frutos, por cada idade. Para avaliar o desempenho da derriçadora na colheita dos frutos de pinhão manso, no experimento montado em Anastácio-MS, foi feito um esquema onde os tratamentos foram chamados de sistemas de colheita: no denominado sistema de colheita 1 (SC1) foi utilizado a derriçadora Nakashi Turbo II trabalhando em uma linha de plantio, onde o operador foi responsável por derriçar os dois lados da mesma planta, com freqüência de vibração das hastes de 2.374 rpm. No denominado sistema de colheita 2 (SC2) o operador derriçou os dois lados da mesma planta, com freqüência de vibração de 2.736 rpm. No terceiro sistema de colheita (SC3) o operador derriçou os dois lados da mesma planta, com freqüência livre, ou seja, variando de 1.444 até 2.736 rpm. O quarto sistema de colheita (Manual) foi composto pela derriça manual dos frutos, onde era composto por um operador para derriçar os dois lados da planta. Foi utilizado o delineamento em blocos casualizados com quatro tratamentos e cinco repetições. No experimento em Dourados-MS foi utilizado o delineamento em blocos casualizados, com quatro sistemas de colheita: no denominado sistema de colheita 1 (SC1) foi utilizado a derriçadora Nakashi Turbo II trabalhando em uma linha de plantio, onde o operador foi responsável por derriçar os dois lados da mesma planta. No denominado sistema de colheita 2 (SC2) foi utilizado a derriçadora Brudden DCM 11, onde o operador trabalhando em uma linha de plantio, foi responsável por derriçar os dois lados da planta. No terceiro sistema de colheita (SC3) foram usadas as duas derriçadoras operando simultaneamente na mesma linha, onde cada operador derriçava um lado da planta. Nos três sistemas de colheita semi-mecânica, as derriçadoras eram operadas na aceleração livre, ou seja, com frequência de 1.444 a 2736 rpm na Nakashi Turbo II e de 1.040 a 2.155,5 rpm na Brudden. O quarto sistema de colheita (Manual) foi a derriça manual dos frutos. Os dados obtidos foram submetidos à análise de variância. Na comparação das médias, foi utilizado o teste de Tukey, a 5% e 10% de probabilidade. Os atributos morfológicos das plantas de pinhão manso com três anos de desenvolvimento foram 51% maiores que aquelas com um ano, exceto para o número de ramos primários que não foi alterado e para o estágio de maturação dos frutos. Pelas características morfológicas avaliadas dos frutos e plantas do pinhão manso, há possibilidade do uso de derriçadora portátil na colheita de frutos. A poda das plantas do pinhão manso é necessária para se adequar o uso da derriçadora na colheita. O melhoramento genético das plantas é necessário para se uniformizar a maturação dos frutos, evitando-se assim o repasse, aumentando a eficiência na colheita mecânica. A capacidade de colheita da derriçadora foi cinco vezes superior a colheita manual de frutos de pinhão manso, independentemente da frequência de vibração das hastes. A eficiência de colheita com a derriçadora foi igual a eficiência da colheita manual. O índice de desfolha na frequência 2.374 rpm, foi igual estatisticamente ao obtido na colheita manual. O nível de ruído emitido na frequência de vibração de 2.736 rpm (104,6 dBA) foi o maior entre os tratamentos, ficando todos os níveis acima do permitido para uma exposição de 8 horas diarias. A capacidade de colheita com derriçadora foi maior em 4,8 vezes que a manual no sistema de colheita (SC3) onde se operava duas máquinas simultaneamente na mesma planta, sendo os demais sistemas de colheita iguais estatisticamente a manual. Para a colheita mecanizada, a maior eficiência seletiva foi observada quando a derriçadora Nakashi Turbo II foi usada, sendo os valores iguais estatisticamente a manual. A desfolha na colheita manual e no sistema SC3 foram iguais estatisticamente.

Submitted by Cibele Nogueira (cibelenogueira@ufgd.edu.br) on 2016-05-02T14:57:14Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) ERIKAKATO.pdf: 329733 bytes, checksum: c66e3de505a833653109c2d7f977db25 (MD5)
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Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq
With the possibility of using the oil of jatropha (Jatropha Curcas L.) for production of biodiesel are opening up prospects for extensive cultivation, however, there is little technical data on this crop, so it becomes necessary to intensify research agronomic about it. The aim of this study was to evaluate the initial growth of jatropha, according to two water contents in soils under different intensities and depth of compaction. The experiment was conducted under conditions of protected cultivation in DOURADOS - MS, from November 2010 to January 2011, using a Oxisol, clayey. We used a randomized block design and treatments were arranged in plots sub-divided, with two main plots of water content (70% and 100% of field capacity), and as subplots two compaction depths (0,05 to 0,10 and 0,10-0,15 m) and as subsubplots four levels of soil bulk density (1,02; 1,15; 1,30 and 1,45 Mg m-³), with four replications. There were isolated effect (p<0,05) on the water content of the fresh weight and on final height of plants (p<0,01), from the depths of compression (p<0,05) on the height of plants, soil bulk density (p<0,05) on the emergence speed index (ESI), and (p<0,01) on emergence percentage (E%), FMAP, and height plants. There was a combined effect of water levels and compaction depth (p<0,05) on the fresh weight, of water levels and the density (p<0,01) on height, and depth of compression with the density (p<0,01)% E, and (p<0,05) on the ESI. The best results were observed when using 100% of capacity. The maximum height of the plant was observed when the compacted layer was in the depth of 0,10-0,15 m. Soil bulk density to 1,25 Mg m-³, favors the growth of plant jatropha, becoming harmful above this density.
Com a possibilidade do uso do óleo de pinhão-manso (Jatropha Curcas L.) para produção de biodiesel abrem-se perspectivas para seu cultivo extensivamente, tornando-se necessárias pesquisas agronômicas sobre a espécie. O objetivo da realização desse trabalho foi avaliar o crescimento inicial de pinhão manso, em função de dois conteúdos de água, em solos submetidos a diferentes intensidades e profundidade de compactação. O experimento foi conduzido em condição de cultivo protegido, em Dourados – MS, no período de Novembro de 2010 a Janeiro de 2011, utilizando-se um Latossolo Vermelho distroférrico, de textura argilosa. Utilizou-se o delineamento experimental blocos casualizados e os tratamentos foram arranjados em esquema de parcelas sub-subdivididas, sendo alocadas nas parcelas dois conteúdos de água (70% e 100% da capacidade de vaso), nas subparcelas duas profundidades de compactação (0,05-0,10 e 0,10-0,15 m) e como subsubparcelas quatro níveis de densidade do solo (1,02; 1,15; 1,30 e 1,45 Mg m-³), com quatro repetições. Houve efeito isolado (p<0,05) dos conteúdos de água sobre a massa fresca da parte aérea (MFPA) e (p<0,01) sobre a altura final das plantas Efeitos isolados das profundidades de compactação (p<0,05) foram observados sobre a altura de plantas e das densidades do solo (p<0,05) sobre o índice de velocidade de emergência (IVE), porcentagem de emergência (%E), MFPA, e altura de plantas. Houve efeito conjunto dos níveis de água e a profundidade de compactação (p<0,05) sobre a MFPA, dos níveis de água e a densidade (p<0,01) sobre a altura, e da profundidade de compactação com a densidade (p<0,01) sobre %E, e (p<0,05) sobre o IVE. Os melhores resultados foram observados quando se utilizou 100% da capacidade de vaso. A maior altura da planta foi observada quando a camada compactada encontrava-se na profundidade de 0,10-0,15 m. Densidade do solo até 1,25 Mg m-³, favorecem o crescimento da planta de pinhão manso, entretanto torna-se prejudicial acima dessa densidade.

Les lipases présentent un grand intérêt pour la synthèse du Biodiesel, carburant alternatif au gasoil, généralement obtenu d’une transestérification des triacylglycérols avec un alcool, la plupart du temps le méthanol. Pour avoir un ester issu totalement de la biomasse végétale, l’éthanol peut être utilisé comme accepteur d’acyle. L’objectif de cette étude est de développer des procédés enzymatiques de synthèses d’esters éthyliques catalysés par les lipases végétales sous leur forme brute avec des intrants (huile et alcool) d’origine végétale. D’abord, elle a consisté à la mise en évidence d’une activité lipasique pour des réactions d’éthanolyse et d’hydrolyse par les graines d’A. suarezensis, d’A. grandidieri, de J. curcas, de J. mahafalensis, de M. oleifera et de M. drouhardii. Ensuite, les influences de certains facteurs sur la capacité des extraits le(s) plus actif(s) à réaliser des réactions d’éthanolyse en milieux non aqueux, aqueux et en utilisant comme substrat leurs lipides natifs ont été étudiées. Enfin, des essais de combustion ont été menés sur un moteur monocylindre à injection directe pour l’étude des performances, des émissions et de la combustion du biodiesel produit et de ses mélanges avec le gasoil. Toutes les graines germées sont dotées d’une activité en hydrolyse et éthanolyse. La poudre d’A. grandidieri est la plus active en éthanolyse. Avec cette dernière, deux procédés ont pu être développés : un en milieu non aqueux et un en milieu aqueux (respectivement un rendement de 96,2 % et 96,3 %). Elle est aussi capable de transformer ses lipides natifs sans extraction au préalable en esters éthyliques (rendement de 91,6%). Les performances et la combustion du biodiesel et de ses mélanges sont similaires à celle du gasoil. Une réduction significative des émissions de CO, NOX, CO2 et SO2 au cours de la combustion du biodiesel et de ses mélanges est observée. Ces résultats montrent que les lipases végétales exploitées sous leurs formes brutes peuvent être une alternative aux lipases microbiennes et aux catalyseurs chimiques
There is a great interest in the use of lipase in the production of Biodiesel, alternative diesel fuel, usually obtained from a transesterification of triacylglycerol with an alcohol which is mostly methanol. To have a biodiesel derived totally from vegetable biomass, ethanol must be explored as acyl acceptor. The objective of this work is to develop enzymatic processes for the synthesis of ethyl esters catalyzed by plant lipases in their crude form with all inputs (oil and alcohol) of origin plant. Firstly, the hydrolysis and ethanolysis activities of A. suarezensis, A. grandidieri, J. curcas, J. mahafalensis, M. oleifera and M. drouhardii seeds were assessed. Subsequently, the most active(s) plant lipase(s) was selected to study the effects of some factors on their ability to carry out ethanolysis reactions in nonaqueous, aqueous media and using as substrate their lipids. Finally, combustion tests were carried out on a single cylinder direct injection engine to study the performance, emissions and combustion of biodiesel and its mixture with diesel. All germinated seeds have hydrolysis and ethanolysis activity. The most active in ethanolysis is the powder from A. grandidieri seed. With this powder, two processes were developed: one in nonaquous medium and the other in aqueous medium (yield of 96.2 % and 96.3 %, respectively). Lipase from A. grandidieri seed is able to transesterify its oils without an extraction thereof into ethyl ester. Performance and combustion characteristics of biodiesel and its mixtures are similar to that of diesel fuel. A significant reduction in CO, NOX, CO2 and SO2 emissions during the combustion of biodiesel and its mixtures is observed. These results show that plant lipases exploited in their crude form can be an alternative to microbial lipases and chemical catalysts

The Jatropha plant was promoted to farmers in Kenya as a plant which would produce fuel while helping them out of poverty. The promoters of the plant created expectations among farmers and key decision-makers alike that the plant could grow anywhere and needed low maintenance. As farmers took up the crop, it bacame clear that the plant would not perform as expected, and that the expectations created were baseless. This is an exploratory thesis based on a literature review. Part of the Jatropha Value Chain in Kenya is looked at in order to identify and present the different actors and their roles in this technical experiment. A multi-level Strategic Niche analysis is then done to analyze the spread of Jatropha activities in the country, and why a technological niche was not created. This is based mainly on an analysis of the landscape, the regimes, and the so-called three internal niche processes. Three main conclusions are drawn. Firstly, the plant was introduced at a time when there was no legal and institutional ramework to allow the technological niche to develop. Secondly, there was no prior research and development on the plant in Kenya's agro-climatic conditions. Lastly, even if Kenyan Jatropha smallholders were to produce sufficient yields, the Value Chain in Kenya does not contain a well-developed market for their produce.

Made available in DSpace on 2015-05-14T16:53:20Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-08-29Bitstream added on 2015-05-14T16:58:59Z : No. of bitstreams: 1 000827276.pdf: 1654948 bytes, checksum: 427444d23e3c5d9696eefde935ca818e (MD5)
A crise do petróleo das últimas décadas, aliada à necessidade de desenvolvimento das economias com o consequente aumento da demanda por combustíveis e a crescente preocupação com o meio ambiente, revitalizou a busca por fontes alternativas de energia no Brasil e no mundo. No capítulo I é apresentado o pequi (Caryocar brasiliense Camb.) , é uma das espécies das quais podem ser extraídos óleos para produção de biodiesel, produzido a partir de óleos vegetais, passou a ser fonte mais amplamente discutida, porém devido ao avanço das fronteiras agrícolas, os remanescentes desta espécie, símbolo do Cerrado, encontra-se em extinta em muitas regiões do Brasil. Diante disto, os objetivos deste estudo foram investigar por marcadores microssatélites o sistema de reprodução em amostras de progênies de polinização aberta de duas populações de C. brasiliense, uma localizada no interior de um talhão de eucalipto (POP-TE) e outra em um fragmento florestal que constitui a Reserva Legal (POP-RL), da Fazenda Curucaca, visando o melhoramento genético desta espécie que pode ser utilizada na produção de biodiesel. Assim, em termos gerais, os resultados obtidos demonstram que o isolamento espacial do fragmento da Reserva legal das árvores isoladas no interior do Talhão de Eucalipto pode aumentar a endogamia nas futuras gerações. No capítulo II, apresenta-se o pinhão-manso (Jatropha curcas L.), no qual ganha destaque no Programa nacional de Produção e Uso do Biodiesel criado pelo governo brasileiro. O pinhão-manso possui alto teor e qualidade de óleo presente em suas sementes para a produção do biodiesel. Porém, existe pouca informação disponível em relação à base genética e ao cultivo de J. curcas. Assim, o trabalho apresentado tem como objetivo avaliar, por meio de marcadores microssatélites, a diversidade genética e o sistema de reprodução em uma população de J. curcas, que formam uma população base, que ...
The oil crisis in decades, coupled with the need for development of the economies and the consequent increase in demand for fuel and the growing concern for the environment, has revitalized the search for alternative energy sources in Brazil and worldwide. In Chapter I Pequi (Caryocar brasiliense Camb.) Is presented, is a species of which oils to produce biodiesel, produced from vegetable oils, can be extracted became more widely discussed source, however due to the advancement of the frontiers farm, the remnants of this species, symbol of the Cerrado, is in extinct in many regions of Brazil. Given this, the objectives of this study were to investigate microsatellite markers for the playback system in samples of open-pollinated progenies of two populations of C. brasiliense, one located within a stand of eucalyptus (POP-TE) and another in a fragment forest which is the legal (POP-RL) Reserve, Treasury Curucaca, targeting the genetic improvement of this species that can be used to produce biodiesel. Thus, in general, the results show that spatial isolation of the fragment cool reservation of individual trees inside the stand Eucalyptus inbreeding can increase in future generations. In Chapter II, we present the jatropha (Jatropha curcas L.), which is highlighted in the National Program for Production and Use of Biodiesel created by the Brazilian government. The jatropha has high content and quality of this oil in its seeds for biodiesel production. However, little information is available regarding the genetic basis and the cultivation of J. curcas. Thus, the work presented is to evaluate, using microsatellite markers, genetic diversity and the mating system in a population of J. curcas, which form a base population, which can provide support for a genetic improvement program, this species, in the pocket-South Mato Grosso region. Thus, the presence of genetic diversity and the high rate of unrelated individuals, despite high rates of ...

Made available in DSpace on 2015-05-14T13:21:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1409458 bytes, checksum: 61e14927876c3dce089a4a8cb9a6d614 (MD5) Previous issue date: 2009-10-05
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES
The most applied process for biodiesel production is the transesterification reaction based on alkaline catalysts, due to their faster kinetics and appreciable conversion rate. Then, low cost catalysts (alkaline, alkaline earth and transition metal hydroxides), are often used. In such context, the present work aims to evaluate the catalytic activity of alkaline hydroxides (NaOH and KOH) on Jatropha curcas L. ethyl biodiesel synthesis. Thus, the Jatropha curcas L. seeds were dried at 105 oC for 2 hours, in order to removing volatile compounds and disrupting the vegetal cells membranes improving oil releasing. The mechanical oil extraction yielded 38% of efficiency, whereas the chemical extraction resulted in 42% yielding . Chromatographic data showed that oleic (18:1) and linoleic (18:2) acids were the main components of Jatropha curcas oil (35.89% and 44.4% respectively). Hence, the transesterification reactions were carried out using ethoxide ions previously stored at 6 oC, for 12 and 24 hours, and their yielded biodiesels has presented the following composition: B12KOH - 89.8%, B24KOH - 98.1%, B12NaOH - 86.7% and B24NaOH - 99.3%. Thus, it can be inferred that the oil transesterification is widely affected by the hydroxyl (hydrolysis) and ethoxyl ions. Furthermore, for all samples, the uid dynamic properties were appropriated for their commercialization.
O processo mais utilizado para produção de biodiesel é a reação de transesterificação usando catalisadores alcalinos, devido à sua rápida cinética e taxa de conversão apreciável. Então, catalisadores de baixo custo (hidróxidos alcalinos, alcalinos terrosos e de metais de transiçãoo), são frequentemente utilizados. Nesse contexto, o presente trabalho visou avaliar a atividade catalítica de hidróxidos alcalinos (NaOH e KOH) na síntese do biodiesel etílico da Jatropha curcas. Assim, as sementes de pinh~ao manso (Jatropha curcas L.) foram secas a 105 oC por 2 horas, para remoçã de compostos voláteis e quebrar a parede celular das células vegetais, melhorando assim a liberação do óleo. A extrãção mecânica do óleo teve um rendimento de 38%, enquanto a extração química resultou em um rendimento de 42%. Dados cromatográficos mostraram que os ácidos oléico (18:1) e linoléico (18:2) foram os principais componentes do óleo de pinhão manso (35,89% e 44,4%, respectivamente). Assim, as reações de transesterificação foram realizadas utilizando íons etóxido previamente armazenados a 6 oC, por 12 e 24 horas, e seu biodiesel apresentou os seguintes rendimentos: B12KOH - 89,8%, B24KOH - 98,1%, B12NaOH - 86,7% e B24NaOH - 99,3%. Logo, pode-se inferir que a transesterificação do óleo é afetada negativamente pelos íons hidroxila (hidóolise) e positivamente pelos íons etóxidos. Além disso, todas as amostras apresentaram propriedades dinâmicas de uidos favoráveis a sua comercialização.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química.
Made available in DSpace on 2012-10-26T10:49:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 310680.pdf: 3307003 bytes, checksum: 2b8df3a73d1046494084822f00d66959 (MD5)
O pinhão-manso (Jatropha curcas L.) é uma planta de crescimento rápido e tem sido sugerida para a produção de biocombustível, principalmente por suas sementes possuírem alto conteúdo de óleo (32 % a 52 %). Devido à oscilação no preço do petróleo e a grande preocupação com o meio ambiente, muito se tem investido em combustíveis alternativos como o biodiesel. A rota mais utilizada para sua produção é a transesterificação catalítica alcalina homogênea, porém, possui um alto custo e alto tempo reacional. Uma alternativa é a transesterificação não-catalítica, que permite altas conversões e a redução do tempo de reação. Então, o presente trabalho teve por objetivo produzir biodiesel a partir de sementes de pinhão-manso e etanol em reator supercrítico, bem como realizar a caracterização da biomassa empregada e do produto obtido. Os experimentos foram desenvolvidos no LCP/UFSC e no LEDBIO/UFT. Foram realizadas análises físico-químicas das sementes (teor de umidade, teor de cinzas e acidez) e a extração do óleo para seis diferentes granulometrias em soxhlet com hexano. O óleo foi analisado quanto suas características físicas (densidade e viscosidade cinemática) e químicas (índice de acidez, índice de saponificação e teor de ácidos graxos). Para a produção de biodiesel no reator supercrítico foi adotado o planejamento fatorial 23 com ponto central, sendo empregadas três faixas de temperatura (245 ºC, 255 ºC e 265 ºC), três relações molares óleo/álcool (1 : 10, 1 : 20 e 1 : 30) e três granulometrias de sementes (inteiras, cortadas ao meio e trituradas), sendo que ao final o efeito de cada variável e de suas interações foram calculados. Os rendimentos em extração do óleo das sementes de pinhão-manso e da produção de biodiesel foram calculados, e as amostras obtidas no processo analisadas por GC/MS. As sementes apresentaram em média 5,28 % de umidade, 3,16 % de cinzas, 5,66 % de acidez e entre 6,53 % a 53,63 % de óleo para as diferentes granulometrias utilizando extrator soxhlet com hexano. O óleo apresentou em média: densidade de 0,9173 g/cm3 a 25 ºC, viscosidade cinemática de 20,03 mm2/s a 40 ºC, índice de acidez de 11,8 mg KOH/g, índice de saponificação de 188,22 mg KOH/g e era constituído principalmente por ácidos graxos insaturados (79,5 %), em sua maioria por ácidos graxos olêico (39,7 %) e linolêico (38,7 %). No reator supercrítico, o rendimento em óleo variou de 48,20 % a 108,17 % quando comparado com a extração utilizando soxhlet, e o rendimento em biodiesel variou entre 29,44 % a 63,00 %. Pela acidez apresentada as sementes possivelmente sofreram deterioração no período de armazenamento, sendo que óleo apresentou características físicas e químicas e de conteúdo de óleo semelhantes da literatura. Com o uso do reator supercrítico conseguiu-se extrair uma quantidade maior de óleo, porém, os rendimentos em biodiesel foram intermediários, possivelmente em função do tempo de residência e os modos de operação. Através da caracterização química das amostras verificou-se que em média os ésteres corresponderam a 64,73 % dos compostos presentes, sendo identificados também glicerídeos, ácidos graxos, fenóis e cetonas.
The jatropha (Jatropha curcas L.) is a plant of rapid growth and has been suggested for biofuel production, mainly for its seeds have high oil content (32% to 52%). Due to the fluctuation in oil prices and great concern for the environment, much has been invested in alternative fuels like biodiesel. The route most commonly used for its production is transesterification homogeneous alkaline catalyst, however, it is high cost and high reaction time. An alternative is the non-catalytic transesterification, which allows high conversions and reduced reaction time. The present work aimed to produce biodiesel from Jatropha seeds and ethanol in supercritical reactor, as well as perform the characterization of biomass used and product. The experiments were carried out in LCP/UFSC and LEDBIO/UFT. Analysis physicochemical were performed for the properties of seeds (moisture content, ash content and acidity) and the extraction of oil for six different particle sizes with hexane. The oil was analyzed for its physical properties (density, kinematic viscosity) and chemical properties (acid value, saponification value, fatty acid content). For the production of biodiesel in the reactor supercritical was adopted factorial design 23 with center point, and employed three temperature ranges (245 ºC, 255 ºC and 265 ºC), three molar ratios oil/ethanol (1 : 10, 1 : 20 and 1 : 30) and three seed sizes (whole seed, seed in half and seed crushed) and the effect of each variable and their interactions were calculated. The yields of extraction of oil from the seeds of jatropha and biodiesel production were calculated, and the samples obtained in the process analyzed by GC/MS. The seeds had on average 5.28% moisture content, 3.16% ash content, 5.66% acidity and oil content of 6.53% to 53.63% for the different particle sizes using soxhlet extractor with hexane. The Jatropha oil had on average density 0.9173 (g/cm3 at 25 °C), kinematic viscosity 20.03 (mm2/s at 40 °C), acid value 11.8 (mg KOH/g) and saponification value 188.22 (mg KOH/g), and was consisted mostly of unsaturated fatty acids (79.5%), mainly oleic acid (39.7%) and linoleic acid (38.7%). In the supercritical reactor, the yield of oil extraction ranged from 48.20% to 108.17% when compared with extraction using hexane, and the biodiesel yield ranged from 29.44% to 63.00%. The seeds probably suffered deterioration in the storage period because it had a high acidity, the oil has physical and chemical characteristics and oil content similar to that found in other studies. With the use of supercritical reactor it was possible to extract a greater amount of oil, however, the yields were intermediate biodiesel, possibly as a function of residence time and modes of operation. Through the chemical characterization of the samples was found that on average the esters corresponding to 64.73% of the compounds present, and also identified glycerides, fatty acids, phenols and ketones.

Orientador: Mário Luiz Teixeira de Moraes
Banca: Alexandre Magno Sebbenn
Banca: Enes Furlani Junior
Banca: Carla Renata Silva Baleroni guerra
Banca: Daniela Silvia de Oliveira Canuto
Resumo: A crise do petróleo das últimas décadas, aliada à necessidade de desenvolvimento das economias com o consequente aumento da demanda por combustíveis e a crescente preocupação com o meio ambiente, revitalizou a busca por fontes alternativas de energia no Brasil e no mundo. No capítulo I é apresentado o pequi (Caryocar brasiliense Camb.) , é uma das espécies das quais podem ser extraídos óleos para produção de biodiesel, produzido a partir de óleos vegetais, passou a ser fonte mais amplamente discutida, porém devido ao avanço das fronteiras agrícolas, os remanescentes desta espécie, símbolo do Cerrado, encontra-se em extinta em muitas regiões do Brasil. Diante disto, os objetivos deste estudo foram investigar por marcadores microssatélites o sistema de reprodução em amostras de progênies de polinização aberta de duas populações de C. brasiliense, uma localizada no interior de um talhão de eucalipto (POP-TE) e outra em um fragmento florestal que constitui a Reserva Legal (POP-RL), da Fazenda Curucaca, visando o melhoramento genético desta espécie que pode ser utilizada na produção de biodiesel. Assim, em termos gerais, os resultados obtidos demonstram que o isolamento espacial do fragmento da Reserva legal das árvores isoladas no interior do Talhão de Eucalipto pode aumentar a endogamia nas futuras gerações. No capítulo II, apresenta-se o pinhão-manso (Jatropha curcas L.), no qual ganha destaque no Programa nacional de Produção e Uso do Biodiesel criado pelo governo brasileiro. O pinhão-manso possui alto teor e qualidade de óleo presente em suas sementes para a produção do biodiesel. Porém, existe pouca informação disponível em relação à base genética e ao cultivo de J. curcas. Assim, o trabalho apresentado tem como objetivo avaliar, por meio de marcadores microssatélites, a diversidade genética e o sistema de reprodução em uma população de J. curcas, que formam uma população base, que ...
Abstract: The oil crisis in decades, coupled with the need for development of the economies and the consequent increase in demand for fuel and the growing concern for the environment, has revitalized the search for alternative energy sources in Brazil and worldwide. In Chapter I Pequi (Caryocar brasiliense Camb.) Is presented, is a species of which oils to produce biodiesel, produced from vegetable oils, can be extracted became more widely discussed source, however due to the advancement of the frontiers farm, the remnants of this species, symbol of the Cerrado, is in extinct in many regions of Brazil. Given this, the objectives of this study were to investigate microsatellite markers for the playback system in samples of open-pollinated progenies of two populations of C. brasiliense, one located within a stand of eucalyptus (POP-TE) and another in a fragment forest which is the legal (POP-RL) Reserve, Treasury Curucaca, targeting the genetic improvement of this species that can be used to produce biodiesel. Thus, in general, the results show that spatial isolation of the fragment cool reservation of individual trees inside the stand Eucalyptus inbreeding can increase in future generations. In Chapter II, we present the jatropha (Jatropha curcas L.), which is highlighted in the National Program for Production and Use of Biodiesel created by the Brazilian government. The jatropha has high content and quality of this oil in its seeds for biodiesel production. However, little information is available regarding the genetic basis and the cultivation of J. curcas. Thus, the work presented is to evaluate, using microsatellite markers, genetic diversity and the mating system in a population of J. curcas, which form a base population, which can provide support for a genetic improvement program, this species, in the pocket-South Mato Grosso region. Thus, the presence of genetic diversity and the high rate of unrelated individuals, despite high rates of ...
Doutor

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-06-19T20:22:21Z No. of bitstreams: 1 MESSIAS FIRMINO DE QUEIROZ - TESE PPGEA 2012..pdf: 46271038 bytes, checksum: 34949e70a83a16f647422e77b43550a0 (MD5)
Made available in DSpace on 2018-06-19T20:22:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MESSIAS FIRMINO DE QUEIROZ - TESE PPGEA 2012..pdf: 46271038 bytes, checksum: 34949e70a83a16f647422e77b43550a0 (MD5) Previous issue date: 2012-07
Jatropha curcas L., Jatropha mollissima (Pohl) Baill e Jatropha gossypiifolia L. são oleaginosas, pertencentes à família Euforbiaceae, e apresentam potencial para produção de biodiesel e de matéria-prima para indústria química, havendo carência de pesquisas relativas aos seus cultivos irrigados com águas salinizadas. Foi feita uma pesquisa de campo conduzida no Centro de Ciências Agrárias e Ambientais da Universidade Estadual da Paraíba durante o período de abril de 2009 a dezembro de 2010. Objetivou-se avaliar os efeitos da salinidade sobre o crescimento, produção, índices fisiológicos, fases fenológicas e teor de óleo das plantas, bem como impactos no solo, ao final da pesquisa. Os tratamentos consistiram da combinação das três espécies de Jatropha e cinco níveis de salinidade (1,20; 1,80; 2,40; 3,00 e 3,60 dS m ', a 25 °C) aplicados por gotejamento, com uma lâmina de irrigação para repor a evapotranspiração de referência, mais três tratamentos adicionais à parte e em sequeiro para contrastar com os tratamentos salinos, totalizando 18 tratamentos. O delineamento experimental foi em blocos ao acaso, em esquema de parcelas subdivididas no espaço, 3x 5 + 3, com 3 repetições, totalizando 18 parcelas e 54 subparcelas experimentais. Cada parcela foi subdividida em três subparcelas, uma para cada espécie de Jatropha, cada uma com 18 plantas, área total de 67,5 m2 (9 x 7,5 m), sendo 15,0 m2 de área útil (4 plantas). Os seguintes dados foram analisados: variáveis de crescimento, de produção, fisiológicas e teor de óleo das sementes, além de atributos químicos do solo. As fases fenológicas das três espécies de Jatropha diferiram cronologicamente. Até 165 dias após o transplantio: J. mollissima cresceu mais em altura de planta; J. curcas cresceu mais em diâmetro caulinar;. /. gossypiifolia emitiu mais folhas por planta e as maiores médias de número de folhas por planta das três espécies de Jatropha ocorreram durante a fase de frutificação. As maiores taxas de crescimento relativo em altura de plantas e em diâmetro caulinar ocorreram na fase de crescimento vegetativo, com /. mollissima mais eficiente em altura de planta e J. curcas mais eficiente em diâmetro caulinar. As menores taxas de crescimento relativo em altura de planta e em diâmetro caulinar nas três espécies de Jatropha coincidiram com as fases produtivas das plantas. Condutividades elétricas da água até 3,60 dS m 1 não afetaram as variáveis de crescimento, de produção e o teor de óleo das três espécies de Jatropha. Volume de chuva de 1594,50 mm, até 615 dias após o transplantio, contribuíram com crescimento e produção similar das três espécies de Jatropha nas condições salinas e de sequeiro. Até 615 dias após o transplantio. sob influência dos níveis de salinidade, cada, planta produziu em média: cachos: J. gossypiifolia (951,18 cachos), /. curcas (280,95 cachos), /. mollissima (214,42 cachos); frutos: J. gossypiifolia (3.065,77 frutos), /. curcas (867,25 frutos), J. mollissima (480,05 frutos): fitomassa de frutos: /. curcas (2.148,93 g), J. mollissima (1.259,25 g), J. gossypiifolia (1.088,28 g); fitomassa de sementes: J. curcas (1.477,82 g), J. gossypiifolia (334,72 g), J. mollissima (216,70 g) e teor de óleo: J. curcas (27,81%), J. gossypiifolia (22,36%), J. mollissima (19,58%). Aos 600 dias após o transplantio. os níveis de salinidade diminuíram a condutância estomática, a transpiração e a taxa de fotossíntese líquida de /. curcas e não afetaram J. mollissima e J. gossypiifolia. A lavagem do solo por meio das chuvas lixiviaram os sais. No final da pesquisa, após 120 dias, sob baixo volume de chuvas, alta taxa de evapotranspiração e irrigação com águas salinizadas aumentaram o potencial hidrogeniônico do extrato de saturação, a condutividade elétrica do extrato de saturação e a percentagem de sódio trocável do solo, caracterizando-o como ligeiramente salino e sódico.
Jatropha curcas L.. Jatropha mollissima (Pohl) Baill and Jatropha gossypiifolia L. are oilseeds, belonging to the genus Euforbiaceae, that demonstrate a potential for biodiesel production and are used as raw material for the chemical industry. These species, however, fali short of scientifie data on crops irrigated with salinated waters. A field research was conducted at the agronomic and environmental research center of Paraíba State University (UEPB), Brazil, during the period of April 2009 through December 2010. The objective was to evaluate the salinity effects on plant growth, production, physiological indexes, phenological phases, and oil content as well as the impact on the soil. Treatments employed consisted of the combination of the three Jatropha species and five salinity leveis (1.20; 1.80; 2.40; 3.00 and 3.60 dS m' , at 25 °C), one drip irrigation depth to replenish reference evapotranspiration, plus three additional separate rainfed treatments to contrast with the saline treatments, totaling 18 treatments altogether. The experiment adopted a randomized complete block design divided in land plots (3x5 + 3), with three replications, totaling 18 plots and 54 subplots. Each plot was subdivided into three subplots, one for each Jatropha species, eachcontaining 18 plants and a total area of 67.5 m2 (9 x 7.5 m), and 15.0 m2 of useable plot area (4 plants). The following data were analyzed: growth, production, and physiological variables, seed oil content as well as the chemical attributes of the soil. The phenological phases of the three Jatropha species differed chronologically. Up to 165 days after transplanting, J. mollissima outgrew the other two species in plant height; J. curcas outgrew the others in stem diameter; J. gossypiifolia displayed the highest leave yield per plant and the highest leaf yield of the three Jatropha species occurred during the fructification phase. The highest plant height and stem diameter growth rates occurred during the vegetative growth, with distinguished results for J. mollissima in plant height rates and for J. curcas in stem diameter rates. The lowest plant height and stem diameter growth rates for the three species coincided with their productive phases. Electrical conductivity in the water content of up to 3.60 dS m 1 did not affect growth variables; production and oil content of the three Jatropha species. A rainfall volume of 1594.50 mm, up to 615 days after transplanting, contributed for a similar growth and yield of the Jatropha species both in the saline and rainfed conditions. Following 615 days after the transplanting, under the influence of salinity leveis, each plant yielded in average: clusters: J. gossypiifolia (951.18 clusters), /. curcas (280.95 clusters), J. mollissima (214.42 clusters); fruits: /. gossypiifolia (3,065.77 fruits), J. curcas (867.25 fruits), /. mollissima (480.05 fruits); fruit phytomass: /. curcas (2,148.93 g), J. mollissima (1,259.25 g), J. gossypiifolia (1,088.28 g); seed phytomass: J. curcas (1,477.82 g), J. gossypiifolia (334.72 g), /. mollissima (216.70 g) and oil content: /. curcas (27.81%), / gossypiifolia (22.36%), J. mollissima (19.58%). At 600 days after transplanting, the salinity leveis reduced the stomatical conductance, the transpiration and the net photosynthesis rate of the J. curcas. These variables, however, remained unaltered for J. mollissima and J. gossypiifolia. Soil washing through rainfall lixiviated the salts. At the end of the study, after 120 days under low rainfall, high evapotranspiration and irrigation with salinated waters, the hydrogen ion potential, the electrical conductivity of the saturation extract and the exchangeable sodium percentage of the soil increased, which rendered it slightly saline and sodic.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:39:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 904676 bytes, checksum: 4300f9baf42cbd733adbef5d012aab22 (MD5) Previous issue date: 2012-08-06
Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico
Despite its potential, the physic nut (Jatropha curcas L.) is still in domestication and the increase of its viability depends on a quantitative yield increase. The uneven fruit maturation and the low yield have been considered as the main limitations of this crop. The objectives of this study were to characterize the yield potential and to estimate the genetic parameters of the grain yield components of physic nut half-sibs families at the 20, 30 and 40 years after planting, in order to quantify the genetic progress with the plant selection. With this objective 16 half-sibs families were evaluated using a randomized block design with three blocks and eight replications. The following traits were evaluated: grain yield, number of bunches per plant, number of fruits per bunch, maturation index, height and projection of plant crowns. The grain yield traits showed predominant genetic control. However, the environmental effect was determinant to the fruit maturation and management strategies have higher potential to improve this trait. The genetic progress with the vegetative propagation of the selected genotypes was 33.3%, 41.6% and 56.7% at the 20, 30 and 40 years after planting, respectively. The genetic progress estimated with the vegetative propagation of the superior genotypes indicates that the non-additive genetic variance have lower importance to the trait expression. The development of new materials may consider strategies for increase of the genetic variability, as breeding among divergent plants with better agronomic traits. Key words: Jatropha curcas L., estimates genetic parameters, biodiesel production.
Apesar das suas potencialidades, o pinhão-manso (Jatropha curcas L.) encontra-se em processo de domesticação e o incremento da sua viabilidade econômica, social e ambiental depende de um incremento quantitativo de produtividade. A maturação desuniforme dos frutos e a baixa produtividade de grãos têm limitado a utilização desse cultivo para a produção de biodiesel. Os objetivos deste trabalho foram caracterizar o potencial produtivo e estimar os parâmetros genéticos e o progresso com seleção de componentes de produção de famílias de meias irmãs de pinhão-manso, no 20, 30 e 40 anos pós-plantio. Avaliaram-se 16 famílias de meias irmãs em blocos casualizados, com três blocos e oito repetições. As seguintes características foram avaliadas: produção de grãos, número de cachos por planta, número de frutos por cacho, maturação dos frutos, altura e projeção de copa das plantas. Os principais componentes da produção dessa oleaginosa apresentaram controle genético predominante. No entanto, o efeito ambiental foi o principal determinante da uniformidade de maturação dos frutos, desta forma, estratégias de manejo têm maior potencial para impactar na concentração da produção de frutos dessa oleaginosa. O progresso genético da produção de grãos com a propagação vegetativa das plantas selecionadas foi de 33,3%, 41,6% e 56,7% no 20, 30 e 40 anos pós-plantio, respectivamente. O ganho de seleção obtido com a propagação vegetativa das plantas selecionadas indica que os componentes não aditivos da variância apresentam menor influência na resposta das características. O desenvolvimento de novos materiais deve considerar estratégias de geração de variabilidade utilizando cruzamentos entre plantas divergentes e de melhores características agronômicas.

Sustainable energy management has become a high priority for many countries. A great majority of our energy stocks comes from non-renewable fossil fuels, which are currently dwindling. Biofuels are one of the most promising solutions being researched to address this urgent problem. In particular, using transesterified Jatropha curcas L. oil appears to be a promising method of producing biofuels due to several properties of the plant, such as the high oil yield of its seeds and the fact that it does not compete with food crops. The literature mentions many attempts of using zeolites as solid acid catalysts in transesterification reactions of vegetable oils with high free fatty acid (FFA) content. The acid catalysis prevents soap formation and emulsification, which can be observed in the basic process. The use of a solid catalyst makes the separation and purification of the final products steps easier to implement in comparison to catalysis in homogeneous conditions. However, the efficiency of the zeolite in the heterogeneous transesterification reaction of vegetable oil is not well-known yet and varies on the structure of the catalyst used. This project aims at better understanding the relationship between the type of zeolite used and the yield of this particular reaction using reconstituted Jatropha oil from Sesame seed oil, which has a similar composition. Five different types of zeolites were compared: Y, X, Beta, Mordenite & ZSM-5. Non-catalyzed reactions as well as homogeneously catalyzed - with H2SO4 - reactions were also implemented. Since we take advantage of the catalytic properties of different zeolites, the one that were not already in hydrogen form were ion-exchanged and the ion-exchanged species were then analyzed by Energy-Dispersive X-Ray spectroscopy (EDX). Three alcohol-to-oil ratios were tested at atmospheric pressure and at T=115°C for each catalyst in order to determine the influence of this ratio. All experiments were conducted in an airtight autoclave with butan-1-ol in order to obtain a biofuel whose cetane index is higher than regular petroleum-based diesels.

No Brasil as pesquisas com Jatropha curcas L. foram impulsionadas a partir do marco regulatório do Programa Nacional de Produção e Uso do Biodiesel de 2004, em virtude da necessidade de substituição de matéria prima para fins energéticos. Por ser uma cultura recente no Brasil, ainda não existem pesquisas que definam a sua viabilidade e o sistema de cultivo mais adequado, apesar de muito se divulgar sobre a planta e suas potencialidades em regiões com grandes períodos de seca. Deste modo, o presente trabalho teve por objetivo caracterizar agroclimaticamente o Centro de Origem da jatropha para definição dos critérios de aptidão e elaboração do zoneamento agroclimático nas regiões brasileiras de maior estímulo ao plantio da cultura. Para tanto, foram levantados dados meteorológicos normais do Centro de Origem, no México e na Guatemala, o que permitiu a caracterização agroclimática dessas regiões e a definição das variáveis que mais afetam a cultura: temperatura do ar (Ta); deficiência hídrica (DEF); e excedente hídrico (EXC). A faixa de Ta apta para a jatropha está entre 23 e 27°C, sendo que as faixas entre 15 e 22,9°C e entre 27,1 a 2 8°C são classificadas como marginais por deficiência e excesso térmico, respectivamente. Abaixo de 15°C e acima de 28°C, as condições de inaptidão. Para o DEF, a aptidão ocorre para valores abaixo de 360 mm; enquanto entre 361 e 720 mm às áreas são consideradas marginais e acima de 720 mm inaptas. A faixa apta estabelecida para o EXC situa-se até 1200 mm, marginal entre 1201 e 2400 e inapta acima de 2400 mm. Os critérios definidos subsidiaram a elaboração do zoneamento agroclimático para a região Nordeste e para os estado do Tocantins, Goiás e Minas Gerais. Para a elaboração do zoneamento agroclimático da jatropha, os dados de temperatura e precipitação foram obtidos junto ao INMET e à ANA e empregados na confecção dos balanços hídricos normais. Os valores resultantes desses balanços, como evapotranspiração potencial (ETP) e real (ETR), DEF e EXC, compuseram a análise para espacialização a fim de se obter a variabilidade temporal e espacial dessas variáveis. A interpolação dos dados foi feita empregando-se o método da regressão linear múltipla, para estimativa espacial das variáveis agroclimáticas, e o da krigagem ordinária, para interpolação dos erros das estimativas. Os mapas gerados de Ta, DEF e EXC foram cruzados para obtenção dos mapas finais do zoneamento agroclimático para as regiões selecionadas. A partir dos mapas do zoneamento pode-se concluir que apenas 22,65% da região NE encontra-se como apta ao cultivo da jatropha, sendo as demais áreas classificada como marginal por deficiência hídrica (50,31%), marginal por excesso térmico e deficiência hídrica (11,79%) e inaptas (14,73%). Os estados de GO e TO apresentam a maior porcentagem de áreas aptas (47,78%), seguidas pelas áreas marginais por excesso térmico e deficiência hídrica (28,08%), marginais por deficiência hídrica (14,43%), e inaptas (9,37%). O estado de MG possui 33,91% de áreas aptas, 32,14% de áreas marginais por deficiência hídrica, 32,61% de áreas marginais por deficiência térmica e apenas 0,24% das áreas inaptas. A análise de risco, conduzida para o estado do TO, permitiu comprovar as chances de sucesso da cultura e confirmar que o zoneamento agroclimático para jatropha foi viável para estabelecer as áreas de maior favorabilidade ao cultivo dessa espécie.
In Brazil the researches with Jatropha curcas L. were stimulated by the regulatory mark of the National Program of Production and Use of Biodiesel of 2004, considering the necessity of changing the raw material for energetic purposes. As jatropha is a recent crop in Brazil, the researches for defining its feasibility and the best crop system are not yet available, even considering the promises about this plant as of high potential for regions with long drought periods. Based on that, the present study had as objectives to characterize the climate of the jatropha Center of Origin for defining the criteria for crop feasibility and for agroclimatic crop zoning in the Brazilian regions considered of high potentiality for the crop. For such purposes, climate data from de Center of Origin, in Mexico and Guatemala, were obtained and used for agroclimatic characterization and definition of the more relevant climatic variables for the crop: annual temperature (Ta); water deficiency (WD); and water surplus (WS). The range of Ta considered as feasible for jatropha was between 23 and 27oC; whereas between 15 and 22.9oC and between 27.1 and 28oC they were considered marginal, with limitations due to thermal deficiency and excess, respectively. Below 15oC and above 28oC, the conditions were considered unfeasible. For WD, the feasibility was considered for values below 360 mm. Values between 361 and 720 mm were considered marginal by water deficiency and above 720 mm unfeasible. The feasible condition for WS was admitted for values below 1200 mm; whereas marginality was considered for values between 1201 and 2400 mm. When the WS is above 2400 mm, the conditions are unfeasible. These criteria subsidized the elaboration of the jatropha crop zoning for the following Brazilian regions: Northeast region and states of Goiás, Tocantins, and Minas Gerais. For the confection of the crop zoning, climatic data from INMET and ANA were obtained and organized to calculate the normal climatological water balance. The outputs of the normal water balance, as potential (PET) and actual (AET) evapotranspiration, WD, and WS, were spacialized aiming to recognize the temporal and spatial variability of them. The interpolation of these variables was done base on the multiple linear regression method, associated to the ordinary kriging interpolation of the errors. The agroclimatic maps obtained for Ta, WD, and WS were crossed for obtaining the final agroclimatic crop zoning maps for the selected regions. Based on these maps, it was detected that only 22.65% of the areas in the NE region are feasible for jatropha. The other areas of the region are classified as marginal by water deficiency (50.31%), marginal by water deficiency and thermal excess (11.79%), and unfeasible (14.73%). In the states of Goiás and Tocantins the majority of the areas (47.78%) is classified as feasible, followed by 28.08% of the areas considered as marginal by water deficiency and thermal excess, 14.43% as marginal by water deficiency, and 9.37% as unfeasible. In Minas Gerais, 33.91% of the areas of the state are feasible, 32.14% are marginal by water deficiency, 32.61% are marginal by thermal deficiency, and only 0.24% are unfeasible. The analysis of climatic risk, conducted for Tocantins state, allowed to identify with more details where the jatropha crop can be successful and also proved that the agroclimatic crop zoning for jatropha was able to establish the areas of high favorability for growing this crop.

Orientadores: Eduardo Augusto Caldas Batista, Marcelo Lanza
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos
Made available in DSpace on 2018-08-18T08:03:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_CesarAugustoSodreda_D.pdf: 1528934 bytes, checksum: 876115f0d607a9ede4187d15d39c0054 (MD5) Previous issue date: 2011
Resumo: O presente trabalho teve como objetivo a investigação do comportamento de fases através da determinação de dados de equilíbrio líquido-líquido em diferentes sistemas graxos envolvidos na produção e purificação de biodiesel, além da correlação e avaliação desses dados empregando o modelo termodinâmico NRTL (non¿random, two¿liquid). Inicialmente, foram medidos experimentalmente os dados de equilíbrio líquido¿líquido para sistemas binários e ternários envolvendo óleo vegetal + etanol + água, onde foram determinadas as linhas de solubilidade mútua, em uma faixa de temperatura de 25 ºC a 60 ºC. Os óleos vegetais investigados foram: óleo de canola, óleo de milho, óleo de pinhão manso (Jatropha curcas), e óleo de polpa de macaúba (Acrocomia aculeata). De acordo com os resultados, o aumento da temperatura dentro das condições experimentais analisadas favoreceu a miscibilidade óleo¿solvente em ambas as fases. Em uma segunda etapa, dados de equilíbrio líquido¿líquido para sistemas ternários e quaternários empregados no processo de desacidificação de óleos vegetais foram determinados. Tais dados de equilíbrio foram gerados em diferentes condições de temperatura e porcentagens de água no solvente. Os sistemas investigados foram: óleo de polpa de macaúba + ácido oléico + etanol + água e óleo de pinhão manso + ácido oléico + etanol + água. Os resultados mostraram que o coeficiente de distribuição do ácido oléico entre as fases foi mais afetado pelo conteúdo de água no solvente do que pela temperatura. Finalmente, foram determinados dados de equilíbrio líquido¿líquido para sistemas ternários de interesse na purificação de ésteres etílicos (biodiesel), produzidos pela transesterificação alcalina do óleo da polpa de macaúba. Os sistemas investigados foram: biodiesel de macaúba + etanol + glicerol e biodiesel de macaúba + etanol + água; sistemas encontrados durante a separação e a lavagem do biodiesel com água, respectivamente. Os resultados obtidos no processo de separação do biodiesel mostraram que o etanol é completamente solúvel no biodiesel e no glicerol, enquanto que o glicerol apresenta uma baixa solubilidade no biodiesel. Para o processo de lavagem do biodiesel, o aumento da temperatura, dentro da faixa estudada (25 ºC a 45 ºC), não contribuiu para a redução da região bifásica. Todos os dados de equilíbrio foram correlacionados utilizando o modelo NRTL, sendo o desvio global entre os dados calculados e experimentais inferior a 0,99%, mostrando a boa qualidade descritiva e aplicabilidade do modelo NRTL na análise de dados de equilíbrio líquido¿líquido
Abstract: This study aimed to investigate the phase behavior of liquid¿liquid equilibrium data for systems of relevance in biodiesel production and purification, as well as their correlation using the NRTL model (non¿random, two¿liquid). Initially, experimental liquid¿liquid equilibrium data were determined for binary and ternary systems composed of vegetable oil + ethanol + water, in which mutual solubility between vegetable oils and aqueous ethanol or anhydrous ethanol were investigated, at temperatures ranging from 25 ºC to 60 º C. The following vegetable oils were investigated: canola oil, corn oil, Jatropha curcas oil and macauba (Acrocomia aculeata) pulp oil. According to the results, an increase in temperature within the study ranges led to an increase in oil¿solvent miscibility in both phases. In the second part of this work, liquid¿liquid equilibrium data for systems of interest in deacidification of vegetable oils were experimentally determined. These equilibrium data were analyzed in different temperature conditions and water mass fractions in the solvent. The following systems were investigated: macauba pulp oil + oleic acid + ethanol + water and Jatropha curcas oil + oleic acid + ethanol + water. The results indicated that the oleic acid distribution coefficients were more affected by water content in the alcoholic solvent than by temperature. Finally, liquid¿liquid equilibrium data for systems of interest in biodiesel purification were measured. The biodiesel were produced by transesterification of macauba pulp oil with ethanol, using KOH as a homogeneous catalyst. In these studies, the following systems were investigated: macauba biodiesel + glycerol + ethanol and macauba biodiesel + ethanol + water. These systems are found in the separation and washing of biodiesel with water, respectively. From the results, it can be observed that biodiesel and glycerol were partially soluble in each other; however, the solubility of biodiesel in the glycerol phase was slightly greater than that of glycerol in the biodiesel phase. In the washing process of biodiesel, an increase in temperature within the range studied (25 ° C to 45 ° C) did not contribute to a reduction in biphasic region. The liquid¿liquid equilibrium experimental data were correlated using the NRTL model. In all these systems, the global deviations between calculated and experimental data were lower than 0.99 %, showing the good descriptive quality and applicability of the NRTL model in liquid¿liquid equilibrium data analyses
Doutorado
Engenharia de Alimentos
Doutor em Engenharia de Alimentos

Jatropha curcas, a non-edible oilseed, is becoming popular as a source of biodiesel. However, there are some limitations to using J. curcas such as the presence of carcinogenic substances, unpredictable yield, asynchronous flowering and plant height. Understanding the genetic control of these characteristics will help to find solutions. To accumulate genetic information for J. curcas plant breeding programmes, the genetic and phenotypic characterisation of J. curcas seeds obtained from different geographical locations was undertaken (Chapter 2). The results showed a narrow genetic diversity among accessions but apparent phenetic diversity. The screens employed ranged from phenotypic characterizations of seeds to molecular, biochemical, physiological and genotyping assessments. Seed dimensions and weight measurements provided data on seed density and kernel weight, both important parameters for assessing oilseed quality. Biochemical analysis provided data on oil properties relevant to biodiesel e.g. total oil content, oleic/linoleic acid ratio, saponification number, cetane number and gross energy value. Expression analysis of genes (acc, sad, fad, and dgat) essential for the quantity and quality of seed/oil were targeted as molecular screens. Understanding the molecular mechanism of lipid cycling in J. curcas seeds will guide future improvements in oil yield. However, this is still an area of active research because little information exists for this in J. curcas. With regards to oil storage capacity of seeds, no information previously existed on the biology of oil bodies in Jatropha curcas. In this study, oil bodies from J. curcas were studied at the gene transcript and protein levels (Chapter 3). Three Jatropha oleosin genes were isolated. Sequence analysis showed that all three oleosin genes contained the proline knot conserved domain. The upstream regulatory element of one Jatropha oleosin gene was also isolated. In silico analysis of this upstream sequence indicated the presence of a number of seed specific regulatory motifs. Transcript analysis for the three oleosin genes revealed tissue-specific differences. Immunoassay by western blot analysis using antibodies against Arabidopsis oleosin and the J. curcas specific oleosin revealed a diversity of oleosins. Proteomic analysis of oil bodies revealed additional minor proteins including caleosin, steroleosin, aquaporin and curcin. Information from these studies is essential for varietal improvement of Jatropha and/or developing oleosin gene fusion technology for expression of novel compounds. In this study 623 nucleotides upstream of the JcOleosin3 gene have been isolated and characterized in transgenic Arabidopsis plant using β-glucuronidase (GUS) as the reporter gene (Chapter 4). Result showed that the JcOleosin3 promoter directs iii expression of the β-glucuronidase gene in seed and pollen but not in leaves, root, stem or flower. In addition, in transgenic Arabidopsis, the JcOleosin3 promoter drives GUS activity at the early seedling stage; this was expected based on earlier reports of expression of Jatropha oleosins. To understand the molecular basis of seed germination, proteomic studies were performed on resting and germinating seeds of J. curcas. Such studies using 2-DE and MALDI-TOF MS revealed the presence of patatin-like lipases in the germinating seeds but not in the resting seeds (Chapter 5). These proteins showed sequence similarity and conserved domains as found in the patatin lipases from Solanum tuberosum and Arabidopsis thaliana. Patatin lipases play a significant role in the mobilization and lipolysis of TAGs during the germination of oil seeds. Further, there is little knowledge on the triacylglycerides (TAGs) lipid cycling in J. curcas., Bioinformatic data-mining confirmed the TAGs cycling in J. curcas to include the expected stages of synthesis, storage and lipolysis of fatty acids. Based on the data-mining results for the presence of various genes for TAG storage, synthesis and utilization, a scheme is presented for TAG cycling in J. curcas. The scheme presented in this study provides essential information required for oil manipulation in J. curcas.

Uma alternativa para a mudança da matriz energética, é a utilização de fonte de energia renovável, com isso a produção de biodiesel através de plantas oleaginosas vem ganhando destaque cada vez mais no mundo. Entre as culturas que apresentam destaque para a produção de biocombustível, destaca-se a cultura do pinhão manso. As plantas de pinhão-manso são susceptíveis em seus estádios iniciais a competição por plantas daninhas, sendo assim se faz necessário controle mecânico ou químico durante a fase inicial de estabelecimento da cultura. O presente estudo teve como objetivo a avaliação de índices fisiológicos de plantas de pinhão manso (Jatropha curcas L.) submetidas a diferentes mecanismo de ação de herbicidas. O delineamento adotado foi o de blocos ao acaso, em esquema fatorial (9 x 5) + 1, sendo 9 herbicidas, 5 épocas de avaliação e 1 testemunha. As mudas foram transplantadas para os sacos plásticos com dois meses de idade, os quais receberam adubação com a formulação 5-25-15 de N-P-K (40 g/unidade experimental). Foram estudados os tratamentos Oxifluorfem (240 g.i.a.), Flumioxazina (25 g.i.a.), S-Metolacloro (1920 g.i.a.), Carfentrazona (32 g.i.a.), Tembotriona (100 g.i.a.), Bentazona (1200 g.i.a.), Metribuzin (480 g.i.a.), Flumioxazin + Oxifluorfem (25 + 240 g.i.a.) e Carfentrazone+ S-Metolacloro (32 + 1920 g.i.a.), mais 1 testemunha, tudo replicado cinco vezes. Os tratamentos foram aplicados dia 20 junho 2014, sete dias após o transplante, utilizando-se pulverizador costal de precisão, pressurizado à CO2 e calibrado para aplicar volume de calda de 150 L ha-1. Foram avaliados os sintomas visuais de intoxicação das plantas aos 7, 14, 21, 28 e 35 dias após a aplicação dos tratamentos. Aos 15, 30, 45, 60 e 75 dias após a aplicação, foram avaliadas as seguintes variáveis: altura de planta (AP), diâmetro de caule (DC), número de folhas (NF) e comprimento de raiz (CR), biomassa seca de folhas (MSF), de caule (MSC), de raízes (MSR) e biomassa seca total (MST), área foliar, área foliar específica, razão de área foliar, razão de peso de folha, TCA, TCR e TAL. Os tratamentos com os herbicidas oxifluorfem, flumioxazina e flumioxazina+oxyfluorfem, foram os que mais causarem efeitos prejudiciais nas plantas e influenciando no acumulo de biomassa seca total. Os tratamentos com herbicidas flumioxazina, s-metalacloro, foram os que mais reduziram as taxa de crescimento absoluto, relativo nos períodos avaliados.
An alternative to changing the energy matrix is the use of renewable energy source, thereby producing biodiesel using oilseed plants has been gaining attention increasingly in the world. Among the crops that have an emphasis on the production of biofuel, there is the Jatropha culture. The jatropha plants are likely in its early stages the competition by weeds, so necessary mechanical or chemical control during the early stages of crop establishment. This study aims to evaluate the physiological indices of Jatropha plant (Jatropha curcas L.) submitted to different herbicide mode of action. The adopted design was a randomized block in a factorial design (9 x 5) + 1, with 9 herbicides, 5 evaluation periods and one witness. The seedlings were transplanted to plastic bags with two months of age, who received fertilization with NPK 5-25-15 formulation (40 g / plot). The treatments were studied Oxifluorfem (240 g.i.a.), Flumioxazina (25 g.i.a.), S-Metolacloro (1920 g.i.a.), Carfentrazona (32 g.i.a.), Tembotriona (100 g.i.a.), Bentazona (1200 g.i.a.), Metribuzin (480 g.i.a.), Flumioxazin + Oxifluorfem (25 + 240 g.i.a.) e Carfentrazone+ S-Metolacloro (32 + 1920 g.i.a.), 1 more witness with 5 repetitions. Treatments were applied on 20 June 2014, seven days after transplantation, using a backpack sprayer of accuracy, the pressurized CO2 and calibrated to apply spray volume of 150 L ha-1. They evaluated the visual symptoms of poisoning plants at 7, 14, 21, 28 and 35 days after treatment application. At 15, 30, 45, 60 and 75 days after application, the following variables: plant height (PH, cm), stem diameter (DC, in mm), number of leaves (NF) and root length (CR in cm), dry matter of the leaves (MSF), stem (MSC), root (MSR), total dry matter (MST), leaf area, specific leaf area, leaf area ratio, leaf weight ratio, TCA, RGR and NAR. Treatments with the oxifluorfem herbicides flumioxazin and flumioxazin + oxyfluorfem, were the main cause harmful effects on plants and influencing the total dry matter accumulation. The treatments with herbicides flumioxazin, s-metalacloro, were most likely reduced the absolute growth rate on the assessed periods.

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The search for renewable energy sources such as biodiesel and ethanol, is a growing trend in Brazil and in the world due to lower environmental impacts. Among the plant species available to search, highlight the physic nut (Jatropha curcas L.), that it is a perennial species, deciduous and with great potential for biodiesel production due to their production characteristics and quality of oil . However, to date there is no available cultivars for planting, so the need for basic and applied research. Therefore, it is important to know the behavior of genotypes and several variables estimated in the culture, among these quotes to the related plant architecture. The objective of this study was a detailed study of the characteristics related to plant architecture, in order to know the diversity within and among 10 families of jatropha half brothers belonging to the Germplasm Collection UFRRJ through digital analysis images. The treatments (families) were arranged in a randomized design, with 15 replications (plants). Made to capture images, in the same measuring scale at the time the plants were in his deciduous period and subsequently through ImageJ software, the images were processed. It estimated the following variables related to plant architecture: plant height (ALT), stem diameter (DBC), crown diameter (DCO), number of branches to 50 cm (NR50), opening angle Canopy (AAB), the total number of forks in the plant (NBI), the average height of the forks (MAB), number of branches above (NRAcmab) and below (NRAbmab) of MAB, the sum length of the branches (SCR), area of the plant (APL). It was estimated also in the field, the number of fruits (NFR) and seeds (NSE), average seed weight (PMS) and grain yield per plant (PGP), and these were used only in correlation analysis with variables related to plant architecture. From these data were carried out analysis of variance, correlation, estimation of genetic parameters and analysis of diversity. Only the variable number of branches to 50 cm (NR50) was not statistically different between the evaluated progenies. ALT variables, DCO, NBI, NRAcmab, NRAbmab, SCR and APL had greater genetic influence at the expense of environmental, justifying the selection of these characteristics. The grain yield per plant (PGP) had low correlation with all variables, with SCR and NRAcmab showed the highest values respectively 0.24 and 0.20. The genetic diversity was estimated between families median ranging between 0.4 and 0.6. The diversity within families was medium to low with estimates families with more than 0.6 and less than 0.4, respectively, to the families 858, 355 and 869, and 346, 383 and 872. The number of bifurcations (NBI ), the flat area of the plant (APL) and the sum of the length of the branches (SCR) were the most important features in the estimation of diversity in this study, with the contribution of respectively 30.55%, 22.29% and 10, 65%. The family 872 showed favorable aspects related to plant architecture, such as the high average number of bifurcations (NBI) and, in general, the greatest genetic distance between the other families. Therefore, prior assessment for evidence of productive potential, family genotypes 872 may be involved in crosses when you want to explore heterosis culture.
A pesquisa por fontes renov?veis de energia, como o biodiesel e o etanol, ? uma tend?ncia crescente no Brasil e no mundo devido aos menores impactos ambientais causados. Dentre as esp?cies vegetais dispon?veis para pesquisa, destaca-se o pinh?o-manso (Jatropha curcas L.), que se trata de uma esp?cie perene, caducif?lia e com grande potencial para produ??o de biodiesel, devido a suas caracter?sticas de produ??o e qualidade de ?leo. Por?m, at? o momento n?o h? cultivares dispon?veis para o plantio, por isso a necessidade de pesquisa b?sica e aplicada. Neste sentido, ? importante conhecer o comportamento de gen?tipos e de diversas vari?veis estimadas na cultura, dentre estas cita-se ?s relacionadas a arquitetura de planta. Assim, o objetivo deste trabalho foi realizar um estudo detalhado das caracter?sticas referentes ? arquitetura de plantas, visando conhecer a diversidade entre e dentro de 10 fam?lias de meios-irm?os de pinh?o-manso pertencentes ? Cole??o de Germoplasmas da UFRRJ, atrav?s da an?lise digital de imagens. Os tratamentos (fam?lias) foram dispostos em delineamento inteiramente casualizado, com 15 repeti??es (plantas). Efetuou-se a captura das imagens, na mesma escala m?trica, no momento em que as plantas encontravam-se em seu per?odo caducif?lio, e posteriormente, atrav?s do Programa ImageJ, as imagens foram processadas. Estimou-se as seguintes vari?veis relacionadas a arquitetura de planta: altura das plantas (ALT), di?metro do caule (DBC), di?metro de copa (DCO), , n?mero de ramos aos 50 cm de altura (NR50), ?ngulo de abertura do dossel (AAB), n?mero de bifurca??es totais na planta (NBI), m?dia da altura das bifurca??es (MAB), n?mero de ramos acima (NRAcmab) e abaixo (NRAbmab) de MAB, somat?rio do comprimento dos ramos (SCR) e ?rea plana da planta (APL). Estimou-se tamb?m, no campo, o n?mero de frutos (NFR) e sementes (NSE), peso m?dio de sementes (PMS) e produ??o de gr?os por planta (PGP), sendo que estas foram utilizadas apenas nas an?lises de correla??o com as vari?veis referentes ? arquitetura de planta. A partir destes dados realizaram-se an?lises de vari?ncia, correla??es, estima??o de par?metros gen?ticos e an?lises da diversidade. Apenas a vari?vel n?mero de ramos a 50 cm (NR50) n?o foi estatisticamente diferente entre as prog?nies avaliadas. As vari?veis ALT, DCO, NBI, NRAcmab, NRAbmab, SCR e APL apresentaram maior influ?ncia gen?tica em detrimento da ambiental, o que justifica a sele??o nestas caracter?sticas. A produ??o de gr?os por planta (PGP) teve baixa correla??o com todas as vari?veis analisadas, sendo que SCR e NRAcmab apresentaram os maiores valores, respectivamente de 0,24 e 0,20. A diversidade gen?tica estimada entre fam?lias foi mediana, variando entre 0,4 e 0,6. A diversidade dentro de fam?lias foi mediana a baixa, havendo fam?lias com estimativas superiores a 0,6 e inferiores a 0,4, respectivamente, para as fam?lias 858, 355 e 869, e 346, 383 e 872. O n?mero de bifurca??es (NBI), a ?rea plana da planta (APL) e o somat?rio do comprimento dos ramos (SCR) foram as caracter?sticas mais importantes na estima??o da diversidade no presente trabalho, com a contribui??o de respectivamente 30,55%, 22,29% e 10,65%. A fam?lia 872 apresentou aspectos favor?veis relacionados ? arquitetura de plantas, como m?dia alta no n?mero de bifurca??es (NBI), bem como, de forma geral, a maior dist?ncia gen?tica entre as demais fam?lias. Portanto, mediante avalia??o pr?via para comprova??o do potencial produtivo, gen?tipos da fam?lia 872 poder?o ser envolvidos em cruzamentos quando se pretende explorar a heterose na cultura.

O mercado internacional de biocombustíveis tem se expandido muito rapidamente devido às questões e preocupações ambientais, econômicas e geopolíticas. O negócio de biocombustíveis pode oferecer oportunidades para os países em desenvolvimento de modo que eles possam produzir o seu próprio combustível de transporte, reduzir os seus gastos energéticos, criar novos empregos para suas economias rurais e por último desenvolver os seus mercados externos. Atualmente já existem muitas fontes de biocombustíveis sendo exploradas/utilizadas. Mas o interesse pelas culturas energéticas não-alimentares tem crescido bastante e dentro destas a Jatropha curcas tem sido realçada como uma possível fonte de biodiesel por causa das suas características de crescer em terras pobres, degradadas sobre condições extremas, de requerer pouca umidade e resultar em colheitas produtivas. Devido ao fato da J. curcas ser bem adaptável a condição árida e semi-aridas de muitos paises em desenvolvimento, e diante do promissor mercado internacional de biocombustivel, vários paises Africanos e Asiáticos tem aproveitado oportunidades do comercio de biodiesel através da exploração dos benefícios da produção e comercio da Jatropha em larga escala. Embora ela já tenha sido amplamente cultivada como cerca viva, pouco se sabe sobre seus aspectos agronômicos para a produção de biocombustivel. Acrescentando, muitas das espécies da Jatropha são conhecidas como altamente plantas tóxicas e o seu cultivo pode ser a causa de muitas preocupações em relação à segurança alimentar e saúde publica. Este estudo pretendeu analisar os desafios e as oportunidades do cultivo da Jatropha em larga escala em paises em desenvolvidos para produção de biodiesel orientada para exportação, respondendo assim as seguintes perguntas: como o biodiesel da Jatropha produzido em paises em desenvolvimento pode ser aceite pelo potencial mercado internacional e se existe qualquer preocupação quanto a sua produção em larga extensão. Aplicou-se o referencial teórico da Strategic Niche Management (SNM) para analisar as experiências sócio-tecnologicas da produção de biodiesel na Índia, sendo esta escolhida como estudo de caso devido ao fato de ela ser atualmente a líder mundial no cultivo da Jatropha em escala industrial. Os projetos Indianos avaliados/analisados foram selecionados de base de dados eletrônica on-line e através de relatórios de pesquisa publicados. Eles foram descritos e analisados de acordo com os processos de criação de nicho quanto a praticas agronômicas para avaliar o estado atual do cultivo da Jatropha dentro da sua cadeia produtiva. Constatou-se que as espécies da Jatropha oferecem oportunidades reais para os prospectivos paises exportadores de biocombustiveis. Mas antes de se engrenar na produção da Jatropha em larga escala, experiências plausíveis tem de ser realizadas com a participação de todos agentes interessados. Eles devem estar envolvidos na formação de rede de agentes, nos processos de aprendizagem através de tentativas e erro, e especialmente as suas expectativas devem ser construídas/baseadas em cima de dados realmente científicos e não em previsões/projeções meramente comerciais. Alem disso, deve-se considerar que o acesso aos mercados desenvolvidos esta crescentemente dependente de sistemas de certificações que levam em conta certas condições especificas sociais e ambientais da produção agrícola na qual todos os paises produtores de biocombustiveis deverão cumprir.
The international biofuel market has been expanding rapidly due to environmental, economic and geopolitical concerns and issues. The biofuel business can offer opportunities for developing countries to produce their own domestic transportation fuels, cut their energy costs, create new jobs in their rural economies, and ultimately build their export markets. There are many biofuel feedstocks being exploited. The interest on non-food energy crops is increasing, and among these Jatropha curcas has been highlighted as a possible source of biodiesel due to its characteristics of growing on barren, eroded lands under harsh climatic conditions, demanding low moisture and in resulting productive harvests. Because J. curcas is well adapted to the arid land and semi-arid conditions of many developing countries, and in face of the promising international biofuel market, several African and Asian countries are seizing biodiesel trade opportunities through exploitation of the benefits of large-scale production and trade of Jatropha. Though it has been widely cultivated in the tropics as a living fence, little is known about the agronomics of this crop for biofuel production. In addition, many Jatropha species are known as highly toxic plants and its cultivation might be a cause of some concerns, regarding food safety and public health. This study is aimed at analyzing the challenges and opportunities of large-scale Jatropha cultivation in developing countries for biodiesel export by addressing the questions how can Jatropha biodiesel be accepted by the potential international market and whether there should be any concerns about cultivating it in large extension. The Strategic Niche Management (SNM) framework was applied to analyze sociotechnological experiments of Jatropha biodiesel production in India, as a case study because this country is currently the world leader in when it comes to cultivate Jatropha on industrial scale. The analyzed Indian projects were selected from on-line electronic data basis and from published research reports. They were described and analyzed according to the niche creation process in relation to agronomic practices to assess the current state of Jatropha cultivation in its production chain. It was found out that Jatropha species offer real opportunities for prospective biofuel-export countries. However, before engaging into large-scale cultivation of Jatropha in developing countries considerable experiments ought to be made with the participation of all stakeholders. They ought to be involved in actor network, learning process trough trial and error, and especially, their expectations should be built on real scientific data and not merely on commercial forecasts. Furthermore, it is to be considered that the access to developed markets is increasingly dependent upon certification systems which take into account certain specific environmental and social, agricultural production conditions which all the biofuel producing countries would be required to fulfil.

O cultivo de pinhão manso é indicado como uma opção multi-propósito já que além de ser utilizado como matéria-prima para produção de biodiesel, reduzindo as emissões de gases do efeito estufa (GEE) quando este biocombustível é utilizado em substituição aos combustíveis fósseis, também pode estocar C no solo. O objetivo geral deste trabalho foi avaliar o potencial de sequestro de C no solo em cultivos de pinhão manso, bem como as alterações na qualidade da matéria orgânica do solo (MOS). Para tanto, foram quantificados os estoques de C e N do solo e os fluxos de GEE em cultivos de pinhão manso. O cálculo das taxas de sequestro de C no solo foi efetuado pela diferença entre o acúmulo de C no solo e as emissões de GEE, expressos em C equivalente (C-eq). A qualidade da MOS foi avaliada por meio da análise isotópica, fracionamento físico, índice de manejo do C (IMC), grau de humificação (HFIL) e teores de C e N na biomassa microbiana. A conversão da vegetação nativa em agroecossistemas alterou a quantidade e composição da MOS nos biomas Cerrado, Mata Atlântica e Caatinga, especialmente nas camadas superficiais. O cultivo de pinhão manso manteve os teores e estoques de C e N do solo, independentemente do uso da terra anterior (pastagem, milho ou vegetação nativa), com tendência de aumento em função do tempo de cultivo da cultura. Adicionalmente, a análise isotópica do C e N demostrou que a partir de dois anos de cultivo do pinhão manso há mudanças na composição da MOS. As contribuições do C derivado dos resíduos vegetais do pinhão manso para o C total do solo atingiram 11,5% após 7 anos de cultivo, na camada 0-30 cm. O cultivo de pinhão manso aumentou os teores de C nas frações da MOS, o IMC e os teores de C e N da biomassa microbiana em função do tempo de implantação da cultura, o que evidencia o potencial de melhoria da qualidade da MOS desse sistema a longo prazo. O HFIL foi menor nas áreas de pinhão manso em relação à vegetação nativa, indicando que os incrementos nos teores de C nessas áreas estão associados ao aumento da matéria orgânica menos estável e que a preservação seletiva não é o principal mecanismo de acumulação de C em solos sob pinhão manso. Os fatores de emissão de N2O variaram de 0,21 a 0,46% para doses inferiores à 150 kg ha-1, sendo emitidos 0,0362 Mg ha-1 ano-1 de C-eq quando aplicada a dose média usual no cultivo de pinhão manso (75 kg ha-1 ano-1). O balanço anual entre o acúmulo de C no solo e a emissão dos GEE mostrou que o cultivo de pinhão manso por 7 anos produz saldo positivo, que significou um sequestro de 0,6 Mg ha-1 ano-1 em C-eq. O presente estudo é pioneiro no Brasil e os resultados gerados nesta pesquisa são base para a análise de ciclo de vida do pinhão manso como matéria prima para a produção de biodiesel.
Jatropha cultivation is pointed as a multipurpose option whether is used for biodiesel production reducing greenhouse gases (GHG) emissions when replaces the need for fossil fuels, and also for storing C in the soil. The overall objective of this work was to evaluate the C sequestration potential of soil cultivated with Jatropha, as well as the variations in soil organic matter (SOM) quality. Therefore, C and N stocks were determined and GHG fluxes were measured in Jatropha cultivation. The difference between results from soil C storage and GHG emissions were used to calculate the C sequestration rates, defined as the C-equivalent (C-eq). SOM quality was assessed by isotopic analysis, physical fractioning, C management index (CMI), humufication degree (HFIL) and microbial C and N content. Land use change from native vegetation to agroecosystems altered the amount and composition of soil organic matter located in biomes of Cerrado, Atlantic Forest and Caatinga, especially within the surface layers. Jatropha cultivation preserved soil N and C stocks and contents, regardless of previous land use management (pasture, maize or native vegetation), proning to increase with cultivation time. Additionally, the isotopic analysis of C and N showed changes in SOM after two years with Jatropha cultivation. After 7 years of cultivation, the contribution of carbon derived from Jatropha residues to the total amount of the element stored within the 0-30 cm layer of soil reached 11.5%. The Jatropha cultivation increased the C contents in SOM, the CMI and microbial C and N contents along with cultivation time, which highlights the potential of Jatropha cultivation to improve SOM quality in the long term. HFIL of the areas with Jatropha cultivation showed lower values compared to the native vegetation. This indicates the increments of C contents for the areas planted with Jatropha are associated to the increase of the less stable portion of SOM and that the selective preservation is not the main mechanism responsible for C accumulation in soils under Jatropha cultivation. The N2O emission factors ranged from 0.21 to 0.46% for the doses up to 150 kg ha-1. Considering the average N fertilization rates applied annually in comercial Jatropha cultivation (75 kg ha-1 yr-1), the crop is responsible for the emission of 0.0362 Mg ha-1 yr-1 of C-eq. Moreover, the annual balance between soil C storage and GHG emission indicated that Jatropha cultivation for 7 years is able to contribute to the carbon sequestration accounting for 0.6 Mg ha- 1 yr-1 of C-eq stored in the soil. This study is pioneer in Brazil and the results generated in this research are basis for life cycle analysis of the Jatropha as a feedstock for biodiesel production in Brazil.

Thesis (MBA)--Stellenbosch University, 2011.
The purpose of the study is to investigate the feasibility and sustainability of producing biodiesel from Jatropha, which contains oil in its seeds by using the Rainbow Biotech economic intervention or also known as the Distributed Food and Fuel Plantation (DFFP) model. The DFFP model is an effective mechanism for producing food and fuel in conjunction with each other, without the biodiesel production influencing the production of food in an adverse way. This is very important, as food security is a high priority for Africa, in order to address the problem of hunger and poverty. Biodiesel produced from Jatropha is an eco-friendly and sustainable alternative to fossil fuel diesel, as it is a carbon neutral fuel. Jatropha cultivation will also create much needed employment in the rural areas of Africa, which has the highest need for socio-economic development on the continent. Jatropha also has the ability to grow on marginal soils and wastelands. Africa has vast open spaces on which Jatropha, as a biodiesel source, can be cultivated without infringing on food production areas. The energy return of the whole production cycle of Jatropha biodiesel is nevertheless a source of much debate. Most stakeholders felt that the energy return is negative. No agreement has yet been reached about whether the energy content of the by-products from biodiesel must be included in the integrated energy balance equation. In order to make biodiesel from Jatropha a sustainable alternative for small farmers in the Southern African Development Community (SADC), government and regional policies will have to support it by promoting it actively. This will generate interest from global biodiesel investors who will then be willing to invest in projects based on the DFFP model of economic development. The DFFP model offers investors economic returns on investment of between 29 and 33 per cent and payback periods of less than four years. It is a very attractive economic development instrument, as it will ensure equitable and sustainable economic and rural expansion in SADC. Ultimately, this model has the potential to create a better life for all the inhabitants on the African continent. Rainbow Biotech (the DFFP model), as an economic development mechanism, will therefore indeed be the next big thing for the SADC in the future.

Les besoins en électricité des populations ivoiriennes vivant en milieu rural non couvert par le réseau électrique interconnecté sont satisfaits par des groupes électrogènes fonctionnant au gazole. L’utilisation de cette source d’énergie fossile comporte des risques à savoir la menace sur l’approvisionnement en électricité de ces zones et l’accroissement des émissions de gaz à effet de serre. Face à ces risques, la recherche de sources d’énergies alternatives reste une préoccupation majeure. Parmi les solutions, nous proposons comme source d’énergie d’utiliser le biodiesel de jatropha pour alimenter ces groupes électrogènes en zones rurales isolées. Cependant, avant d’envisager un tel projet, il importe d’en étudier la faisabilité et la pérennité. C’est le travail abordé dans cette thèse où les performances environnementales et énergétiques du biodiesel de jatropha utilisé comme combustible par un groupe électrogène servant à produire de l’électricité pour une localité ivoirienne isolée ont été étudiées à partir de la méthode de l’analyse du cycle de vie complétée par une analyse exergétique et une analyse technico-économique
Some remote areas in Côte d’Ivoire are not covered by the interconnected grid. For these areas, the electricity needs of people are met by diesel generators. There are some risks with the use of diesel as fossil fuel such as the threat to the electricity supply of these areas and the increase of greenhouse gas emissions. These risks make alternative energy a major concern. Among the solutions that could be considered, we propose the jatropha biodiesel as energy source used in the diesel generators to produce electricity in these remote areas. However, it’s important before considering such a project to study its feasibility. It is the work dedicated to this thesis where the environmental and energy performances of jatropha biodiesel used as fuel by diesel generator have been studied through the life cycle assessment completed by an exergy analysis, technical analysis and economical analysis