Attractivity of vinasse spraying to stable flies, Stomoxys calcitrans in a sugarcane area

ABSTRACT: Stable fly (Stomoxys calcitrans) outbreaks have been associated with sugarcane mills in Brazil. This study aimed to evaluate the attractivity of vinasse, a liquid byproduct of ethanol production applied to postharvest sugarcane fields, to adult S. calcitrans. Stable fly abundance was monitored for 21 days in August-September 2014, at a sugarcane mill in the municipality of Nova Alvorada do Sul, state of Mato Grosso do Sul, Brazil. Following mechanized harvesting of sugarcane and the consequent deposition of large amounts of plant residue (straw) in the field, the study area (13.5ha) was surrounded by 22 sticky cylinder (alsynite) traps. The area was fertigated with vinasse immediately after the traps were placed. Insects caught in the traps were collected daily at 7:00 a.m., 11:00 a.m. and 15:00 p.m. A total of 83,593 specimens of S. calcitrans were caught, of which 5,516 (6.6%) were attracted within the first five hours after vinasse application. The highest number of S. calcitrans was caught in the first week following vinasse application, with a peak on the 4th day (12,818 flies), which was influenced by adverse weather conditions on the previous days. This study confirms that fertigation of sugarcane fields by spraying vinasse after the harvest attracts S. calcitrans, thus quickly increasing their abundance over the days following application.

RESUMO: Surtos da mosca-dos-estábulos (Stomoxys calcitrans) têm sido associados a usinas sucroalcooleiras no Brasil. Este estudo objetivou avaliar a atratividade da aspersão de vinhaça, um subproduto líquido da produção de etanol aplicado após a colheita em áreas canavieiras, a adultos de S. calcitrans. A abundância desta mosca foi monitorada em uma usina de cana-de-açúcar por 21 dias, entre agosto e setembro de 2014, em Nova Alvorada do Sul/MS. Após a colheita mecanizada da cana e consequente deposição de grande quantidade de palha no campo, a área de estudo (13,5ha) foi cercada com 22 armadilhas adesivas cilíndricas (alsynite). Fertirrigação com vinhaça foi iniciada imediatamente após instalação das armadilhas. A coleta das moscas capturadas nas armadilhas foi realizada diariamente às 7:00 a.m., 11:00 a.m. e 15:00 p.m. Foram capturados 83.593 espécimes de S. calcitrans, sendo 5.516 (6,6%) atraídos nas primeiras cinco horas após a aplicação da vinhaça. Maior número de S. calcitrans foi capturado na primeira semana do estudo (53.937 moscas), com pico no 4º dia (12.818 moscas), influenciado pelas condições climáticas adversas ocorridas nos dias anteriores. O presente estudo confirma que o processo de fertirrigação de áreas canavieiras com aspersão de vinhaça após a colheita é atrativo à S. calcitrans, aumentando rapidamente sua abundância nos dias subsequentes à aplicação.

Attractivity of vinasse spraying to stable flies, Stomoxys calcitrans in a sugarcane area / C Stomoxys calcitrans (Diptera: Muscidae), em área canavieira

Stable fly (Stomoxys calcitrans) outbreaks have been associated with sugarcane mills in Brazil. This study aimed to evaluate the attractivity of vinasse, a liquid byproduct of ethanol production applied to postharvest sugarcane fields, to adult S. calcitrans. Stable fly abundance was monitored for 21 days in August-September 2014, at a sugarcane mill in the municipality of Nova Alvorada do Sul, state of Mato Grosso do Sul, Brazil. Following mechanized harvesting of sugarcane and the consequent deposition of large amounts of plant residue (straw) in the field, the study area (13.5ha) was surrounded by 22 sticky cylinder ("alsynite") traps. The area was fertigated with vinasse immediately after the traps were placed. Insects caught in the traps were collected daily at 7:00 a.m., 11:00 a.m. and 15:00 p.m. A total of 83,593 specimens of S. calcitrans were caught, of which 5,516 (6.6%) were attracted within the first five hours after vinasse application. The highest number of S. calcitrans was caught in the first week following vinasse application, with a peak on the 4th day (12,818 flies), which was influenced by adverse weather conditions on the previous days. This study confirms that fertigation of sugarcane fields by spraying vinasse after the harvest attracts S. calcitrans, thus quickly increasing their abundance over the days following application.(AU)

Surtos da mosca-dos-estábulos (Stomoxys calcitrans) têm sido associados a usinas sucroalcooleiras no Brasil. Este estudo objetivou avaliar a atratividade da aspersão de vinhaça, um subproduto líquido da produção de etanol aplicado após a colheita em áreas canavieiras, a adultos de S. calcitrans. A abundância desta mosca foi monitorada em uma usina de cana-de-açúcar por 21 dias, entre agosto e setembro de 2014, em Nova Alvorada do Sul/MS. Após a colheita mecanizada da cana e consequente deposição de grande quantidade de palha no campo, a área de estudo (13,5ha) foi cercada com 22 armadilhas adesivas cilíndricas ("alsynite"). Fertirrigação com vinhaça foi iniciada imediatamente após instalação das armadilhas. A coleta das moscas capturadas nas armadilhas foi realizada diariamente às 7:00 a.m., 11:00 a.m. e 15:00 p.m. Foram capturados 83.593 espécimes de S. calcitrans, sendo 5.516 (6,6%) atraídos nas primeiras cinco horas após a aplicação da vinhaça. Maior número de S. calcitrans foi capturado na primeira semana do estudo (53.937 moscas), com pico no 4º dia (12.818 moscas), influenciado pelas condições climáticas adversas ocorridas nos dias anteriores. O presente estudo confirma que o processo de fertirrigação de áreas canavieiras com aspersão de vinhaça após a colheita é atrativo à S. calcitrans, aumentando rapidamente sua abundância nos dias subsequentes à aplicação.(AU)

Avaliação do crescimento de micro-organismos fotossintetizantes em fotobiorreator tubular empregando nutrientes provenientes da vinhaça tratada / Evaluation of the growth of photosynthetic microorganisms in tubular photobioreactor using nutrients from treated vinasse

vinhaça é resultante da produção de álcool, após a fermentação do mosto e destilação do vinho. É um resíduo rico em nutrientes, principalmente matéria orgânica, nitrogênio, fósforo e potássio. Para ser despejado em rios e lagos, esse efluente deve passar por tratamentos para remoção desses nutrientes, pois o excesso desses elementos nos corpos hídricos poderia levar a grandes problemas ambientais, de modo que tem sido utilizado em fertirrigação. Microorganismos fotossintetizantes absorvem nutrientes inorgânicos, podendo absorver nutrientes de águas residuais. Se for removida a parte orgânica da vinhaça, a fração inorgânica ou com baixa carga orgânica pode ser a base ou o próprio meio de cultivo destes micro-organismos, que absorvem gás carbônico e sua biomassa é de interesse industrial. Neste contexto, foi estudado o cultivo de Monoraphidium contortum e Synechocystis salina, oriundos de água de mangue, em frascos de Erlenmeyer e em fotobiorreatores tubulares por processo descontínuo, empregando a vinhaça proveniente do tratamento aeróbio (biológico), acoplada a processos físico-químicos, com diferentes diluições. As características físico-químicas das vinhaças tratadas foram avaliadas. Além disso, foram comparados os crescimentos celulares nas diferentes condições experimentais adotadas para o crescimento da microalga M. contortum e da cianobactéria S. salina na vinhaça tratada com e sem diluição. Em cultivos em frascos de Erlenmeyer, em meio proveniente de tratamento biológico, o crescimento celular não diferiu do cultivo em meio padrão, com diluições de 5 e 2 vezes da vinhaça tratada para M. contortum e S. salina, respectivamente. Em fotobiorreator tubular, independente do tratamento ser apenas biológico ou também com carvão ativado, as concentrações celulares máximas (Xm) de M. contortum e S. salina foram da ordem de 1,86x107 células mL-1 e 7,90x106 células mL-1, respectivamente, valores esses menores que os obtidos em meio padrão, com valores de Xm de 2,69x107 células mL-1 e 1,27x106 células mL-1 para M. contortum e S. salina, respectivamente. Em fotobiorreatores tubulares, os teores de mínimos de lipídios de M. contortum e S. salina foram de 33,4 % e 11,0 %, respectivamente. Adicionalmente, os teores mínimos de proteínas da microalga foram de 15,1 % e da cianobactéria foi de 23,2 %

The vinasse is the result of the production of alcohol after the fermentation of the mash and the distillation of the wine. It is a waste rich in nutrients, mainly organic matter, nitrogen, phosphorus and potassium. To be discharged into rivers and lakes, this effluent must be treated in order to remove nutrients, because the excess of these elements in water bodies can lead to major environmental problems, so that it has been used in fertigation. Photosynthetic microorganisms absorb inorganic nutrients and they can absorb nutrients from wastewater. If the organic fraction of vinasse is removed, the inorganic or low organic fraction may be the basis or a medium of cultivation of these microorganisms, which absorb carbon dioxide and its biomass is of industrial interest. In this context, Monoraphidium contortum and Synechocystis salina from mangrove water were cultivated in Erlenmeyer flasks and in tubular photobioreactors by batch process using vinasse from aerobic biological treatment, coupled to physicochemical treatments with different dilutions. The physicochemical characteristics of the treated vinasse were evaluated. In addition, cell growth was compared under different experimental conditions adopted for growth of microalgae M. contortum and cyanobacteria S. salina in vinasse treated with and without dilution. In Erlenmeyer flask cultivations, in medium from the biological treatment, the cell growth was not different of that one in standard medium cultivation, with dilutions of 5 and 2 times the vinasse treated for M. contortum and S. salina, respectively. In the tubular photobioreactor, irrespective if the treatment is only biological or also is carried out treatment with activated charcoal, they were obtained maximum cell concentrations (Xm) of M. contortum and S. salina of 1.86x107 cells mL-1 and 7.90x106 cells. mL-1 , respectively, lower than the standard, whose Xm values were 2.69x107 cells mL-1 and 1.27x106 cells mL-1 for M. contortum and S. salina, respectively. In tubular photobioreactors, the minimum lipid contents of M. contortum and S. salina were 33.4 % and 11.0 %, respectively. In addition, the minimum protein content of microalgae was 15.1 % and cyanobacterium was 23.2 %

Obtaining, characterization and evaluation of two candidate preparations for probiotics developed with agroindustrial waste / Obtención, caracterización y evaluación de dos preparados candidatos a probióticos desarrollados con residuos agroindustriales

ABSTRACT Objective. Obtain, characterize and evaluate two bio-prepares developed from the sugar cane molasses - orange vinasse fermented with yeast and/or lactic acid bacteria. Materials and methods. A completely randomized design was used, with five repeats per treatment. The evaluated treatments were: T1, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus bulgaricus, Streptococcus thermophilus y T2, the previous bacteria plus Saccharomyces cerevisiae and Kluyveromyces fragilis (L-4 UCLV). The previous mentioned microorganisms were inoculated in a substratum compounded by molasses - vinasse and these were incubated at 37°C for 24 hours. To the bioprepares, physiochemical, microbiological and in vitro tests was made to evaluate the probiotic capacity. Results. Both bioprepares presented a dark brown color, sweet and a pH lesser than 4. The bromatological and microbiologic development were higher (p>0.05) in T2. Both bioprepares the viability was higher than 92%. in vitro tests two bioprepares were resistant to an acid pH, bile salts, broad spectrum of microbial activity and inhibitory effect to E. coli, Salmonella spp. and S. aureus. Conclusions. The bioprepares obtained from sugar cane molasses - orange vinasse fermented with yeast and lactic acid bacteria manifested physiochemical and microbiologic properties appropriated to probiotic products. In in vitro tests, their potential was demonstrated as a probiotic.

RESUMEN Objetivo. Obtener, caracterizar y evaluar dos biopreparados desarrollados a partir de melaza de caña de azúcar - vinaza de naranja fermentados con levaduras y/o bacterias ácido lácticas. Materiales y métodos. Se utilizó un diseño completamente aleatorizado con cinco repeticiones por tratamiento. Los tratamientos evaluados fueron: T1, Lactobacillus acidophilus, Lactobacillus bulgaricus, Streptococcus thermophilus y T2, las bacterias anteriores más Saccharomyces cerevisiae y Kluyveromyces fragilis (L-4 UCLV). En un sustrato compuesto por melaza- vinaza se inocularon los microorganismos anteriormente mencionados y estos fueron incubados a 37ºC por 24 h. Se les determinaron a los biopreparados los parámetros fisicoquímicos, microbiológico y se realizaron las pruebas in vitro para evaluar la capacidad probiótica. Resultados. Ambos biopreparados presentaron un color marrón oscuro, dulzón y con pH inferior a 4. El comportamiento bromatológicos y microbiológicos fueron mayores (p>0.05) en el T2. En ambos biopreparados la viabilidad fue superior a 92%. En pruebas in vitro, ambos biopreparados fueron resistentes a pH ácido, sales biliares, amplio espectro de actividad antimicrobiana y efecto inhibitorio a la E. coli, Salmonella spp. y S. aureus. Conclusiones. Los biopreparados obtenidos a partir de melaza de caña de azúcar-vinaza de naranja fermentados con levaduras y/o bacterias ácido lácticas demostraron propiedades físicoquímicas, microbiológicas apropiadas para productos probióticos. En las pruebas in vitro, se demostró su efecto potencial como probiótico.

Potassium adsorption in soil cultivated with sugarcane

ABSTRACT Vinasse is a byproduct of the process of distillation of sugarcane juice for the manufacture of sugar and alcohol. Because it is rich in nutrients, mainly potassium (K), is used as fertilizer and applied via fertigation, without concerning for the fate of this compound in the soil. Thus, the objective of the study was to evaluate the interactions of the potassium ion (K+), applied via vinasse in a soil representative of the sugarcane zone of the State of Pernambuco using adsorption isotherms. The methodology was based on physical, chemical and soil mineralogical characterization, as well as equilibrium batch tests, where the experimental curves were fitted by Langmuir and Freundlich isotherm models. The results allowed to infer that the Freundlich model showed better fit of the curve in both forms: linear and non-linear (direct fit); the non-linear model was selected due to the values ​​of coefficient of determination (R²). The interaction between potassium and soil occurred mainly with organic matter and the presence of soil kaolinite, because they showed negative ions on the external surface, thereby promoting potassium adsorption. Soil potassium adsorption capacity was higher for the first layer (0-20 cm) and decreased along the depth profile.

Influence of manure concentration as inoculum in anaerobic digestion of vinasse / Influência da concentração de esterco como inóculo na digestão anaeróbia da vinhaça

Vinasse, main residue of the sugarcane industry, has high pollutant content, being subjected to the use in biogas production due to the high content of organic matter non-toxic to microbial action. For a consolidated process, it is necessary to study parameters that influence the process, in which the amount of inoculum is one of the major factors in the biological process of biogas production. This study investigated the influence of the amount of manure as inoculum (0.5 to 5.5%) during the biodigestion process, evaluating variables such as chemical oxygen demand (COD), pH, biogas production, methane concentration, total solids and total phosphorus and nitrogen contents, as well as microbiological analysis in the sludge remaining in the digester. Biodigestion occurred normally, with hydraulic retention time (HRT) of 20 days, with an acidogenic phase, subsequent stabilization of pH and biogas production. The vinasse had COD and total solids reduced during biodigestion by around 67 and 40%, respectively. Biogas production was increased after the fifth day. Among the three studied conditions, there was no significant increase in efficiency of inoculum use and it can be used the lowest amount, 0.5 % (m v-1).

A vinhaça, principal resíduo da indústria sucroalcooleira, possui alto teor poluente, sendo passível seu uso na produção de biogás devido ao grande teor de matéria orgânica não tóxica à ação microbiana. Para que haja um processo consolidado, é necessário estudar parâmetros que influem em seu processo, sendo a quantidade de inóculo um dos principais fatores no processo biológico de produção de biogás. Este estudo verificou a influência da quantidade de esterco bovino como inóculo (de 0,5 a 5,5%) durante o processo de biodigestão, avaliando variáveis como demanda química de oxigênio (DQO), pH, produção de biogás, concentração de metano, sólidos totais e teores de fósforo total e de nitrogênio total, além de análises microbiológicas no lodo restante no biodigestor. A biodigestão aconteceu normalmente, com um tempo de retenção hidráulica (TRH) de 20 dias, verificando-se a fase acidogênica, posterior estabilização do pH e produção de biogás. A vinhaça teve seus parâmetros de DQO e de sólidos totais diminuídos durante a biodigestão, em torno de 67 e 40%, respectivamente. Houve crescente produção de biogás após o quinto dia. Percebeu-se que, dentre as três condições estudadas, não houve significativa elevação da eficiência de uso de inóculo, podendo ser usada a menor quantidade, 0,5% (m v-1).

Co-digestión anaerobia de vinaza y gallinaza de jaula: alternativa para el manejo de residuos agrícolas colombianos / Anaerobic co-digestion of vinasse and chicken manure: alternative for Colombian agrowaste management

La digestión anaerobia es una tecnología atractiva para el manejo de residuos al producir energía en forma de biogás y estabilizar la materia orgánica. En este estudio, se evaluó el proceso de co-digestión de vinaza y gallinaza de jaula como una alternativa de manejo y estabilización de residuos generados por la agroindustria colombiana. Se llevaron a cabo, ensayos de biometanización en relaciones de mezcla vinaza y gallinaza de 1:0, 3:1, 1:3 y 0:1 en base a VS. La relación de 3:1 de vinaza y gallinaza permitió aumentar la producción específica de metano en un 55% respecto a la producción específica ponderada de 0.65 m³ CH4/kg VS. Las mezclas entre los sustratos presentaron un efecto sinérgico positivo. La gallinaza de jaula mejoró la capacidad de amortiguación de la mezcla, disminuyendo el riesgo de acidificación por cambio drástico en el pH durante la digestión de la vinaza. Por otra parte, la vinaza permitió diluir la concentración total de nitrógeno amoniacal evitando la inhibición de amoniaco. Dado el aumento de la producción de metano, el co-tratamiento de vinaza y gallinaza mejora la recuperación de energía y la viabilidad económica de la instalación de la planta de biogás como parte de la cadena de producción de etanol.

Anaerobic digestion is an attractive technology for waste management meanwhile energy is recovering. This study evaluated the feasibility of codigesting vinasse and chicken manure (CM) as management alternative for Colombian agro industries. Biochemical methane potential was tested for different vinasse to CM ratios of 1:0, 3:1, 1:3 and 0:1 on VS basis. Vinasse and CM ratio of 3:1 increased the specific methane production up to 55% regard to the weighted specific methane production of 0.65 m³CH4/kg VS. Mixtures between the substrates had a positive synergistic effect. CM improved buffer capacity diminishing the risk on acidification by drastic pH shift during vinasse digestion. Furthermore, vinasse allowed dilution of total ammonia nitrogen concentration avoiding ammonia inhibition. Since a higher methane production, vinasse and CM co-treatment improves the energy-recovery and economic feasibility of installing biogas plant as part of the ethanol production chain.

Avaliação de lavador de gases do tipo Venturi, operando com solução de hidróxido de sódio, para dessulfuração de biogás com altas concentrações de H2S / Evaluation of a Venturi gas scrubber operating with sodium hydroxide solution for desulphurization of biogas with high H2S concentrations

RESUMO O processo de metanização tem sido empregado com sucesso como tratamento biológico de distintas tipologias de efluentes orgânicos. Para conversão do biogás em energia, o sulfeto de hidrogênio (H2S) é o principal composto a ser removido. A metanização da vinhaça, principal efluente do setor sucroenergético, gera um biogás com concentrações de H2S que podem ultrapassar os 30.000 ppmV, com grande variação devido às condições operacionais das usinas. Processos químicos de dessulfuração apresentam-se como uma alternativa que alia robustez e maior controle operacional do processo, além de não resultarem em diluição da concentração de metano, como ocorre em processos biológicos. Entretanto, a principal desvantagem desses processos é a demanda de compostos químicos, resultando em custos operacionais elevados. Esse trabalho teve como objetivo avaliar a viabilidade técnica de se realizar uma dessulfuração química de biogás com altas concentrações de H2S, além de determinar as concentrações de hidróxido de sódio (NaOH) em meio aquoso que proporcionassem altas eficiências de remoção de H2S e que possibilite que o efluente desse processo seja passível de regeneração por microrganismos sulfo-oxidantes. Foi utilizado um lavador do tipo Venturi, com uma solução de 5,00 x 10-2 mol.L-1 de NaOH. Na faixa de pH de crescimento desses microrganismos, as eficiências de remoção de H2S variaram de 99,3 a 99,9%. Constatou-se que é possível atingir eficiências máximas de remoção de H2S utilizando soluções de 5,00 x 10-3 mol.L-1 de NaOH, obtendo um efluente com pH adequado ao crescimento de microrganismos sulfo-oxidantes. Verificou-se, ainda, que o CO2 exerce grande influência na competição pelas hidroxilas presentes no meio.

ABSTRACT The methanation process has been successfully used as a biological treatment method for different effluent typologies. For biogas to energy conversion, the hydrogen sulfide (H2S) is the most important compound that must be removed. The methanation of vinasse, which is the major effluent of the sugar and ethanol industry, results in a biogas with hydrogen sulfide concentrations that might exceed 30,000 ppmV. The concentrations may vary considerably according to the operational conditions of the production process. Chemical desulphurization processes are presented as an alternative that combines robustness and provides better operational process control. Moreover, the chemical desulphurization does not result in dilution of the methane concentration, which is side effect noticed in the biological desulphurization processes. However, the main disadvantage of the chemical desulphurization is exactly the high demand for chemical compounds, which results in high operational costs. The present research investigated the technical feasibility of applying a chemical desulphurization process to treat biogas with high hydrogen sulfide concentrations; the research also aimed to determine the sodium hydroxide (NaOH) concentration in the aqueous medium, as the NaOH presence enables high efficiency of hydrogen sulfide removal and allows the effluent regeneration by sulfo-oxidant microorganisms. The experiments were carried out using a Venturi absorption tower with a NaOH chemical solution of 5.00 x 10-2 mol.L-1. In the pH range favorable to this microorganisms, the H2S removal efficiency varied from 99.3 to 99.9%. It was observed that it is possible to achieve maximum efficiency of removal of H2S using solutions of 5.00 x 10-3 mol.L-1 NaOH, obtaining an effluent with proper pH to grow sulfo oxidant microorganisms. Moreover, it was verified that carbon dioxide significantly influenced the competition for the hydroxyls present in the solution.

Cultivo de cepas de levaduras de suelo trumao en ®vinaza¼ / Cultivation of yeast strains of the trumao soil in ®vinasse¼

30 cepas de levaduras aisladas desde un suelo trumao (Hapludans) usado como pradera en rotación, se cultivaron individualmente (100 µl = a 102 ufc delevaduras/mL) en matraces con 50 mL de ®vinaza¼, estos fueron incubados en un agitador orbital a 150 rpm, 23 °C por 5 días, luego de la incubación el contenido de cada matraz se centrifugo a 3.500 rpm por 20 min., a los pellet obtenidos se les determino: el peso seco (PS); fosforo total (FT) por digestión ácida y posterior lectura a 400 nm; proteínas totales (PT) por colorimetría Biuret a 595 nm y lípidos totales (LT) mediante el método colorimétrico de la sulfo-fosfo vainillina a 520 nm. Las 30 cepas de levaduras crecieron en la vinaza. El mayor PS lo registro la cepa 25 (331 g de levadura L-1 de ®vinaza¼). FT lo registro la cepa 28 (4,8 mg g-1 de levadura seca). PT lo registro la cepa 24 (25,90 mg g-1 de levadura seca) y LT lo registro la cepa 18 (287,4 mg g-1 de levadura seca).

Thirty strains of yeast isolated from a volcanic ash soil (Hapludans), used as pasture rotation, were individually cultured (100 µl = 102 cfu of yeast cells mL-1) in flasks with 50 mL of ®vinasse¼, these were incubated at 23 °C for 5 day, after incubation the contents of each flask was centrifuged at 3500 rpm for 20 min, the pellet obtained was determined: dry weight (DW); total phosphorus (FT) by acid digestion and later reading at 400 nm; total protein (TP) by Biuret at 595 nm and total lipid (TL) by the colorimetric method of the sulfo-phospho-vanillin at 520 nm. The Thirty strains of yeast grown on vinasse. The best DW, was determined for strain 25 (331 g yeast L-1 ®vinasse¼). FT was determined for strain 28 (4,8 mg g-1 dry yeast). TP was determined for strain 24 (25, 90 mg g-1 dry yeast) and TL was determined for strain18 (287, 4 mg g-1 dry yeast).

Growth of microalgae Scenedesmus sp in ethanol vinasse

This study evaluated the feasibility of using vinasse as a nutrient source for microalgae cultivation. The Scenedesmus sp was grown in a medium supplemented with vinasse and process variables were optimized using a factorial design and a Central Composite Design (CCD). The factorial design results showed that it was possible to cultivate microalgae at concentrations of up to 40% of vinasse in the culture medium. The CCD results showed that the light intensity and vinasse concentration influenced the amount of biomass produced.

Physico-chemical and sensorial evaluation of sugarcane spirits produced using distillation residue

The objective of the present study was to analyze the use of vinasse from cachaça as an ingredient of the fermentation medium for the spirit production. The fermentations were conducted out in three successive batches using a Saccharomyces cerevisiae isolate. In the first batch, the sugarcane broth was only diluted with distilled water. In the second and third batches, the fermentations were carried out using the cane broth diluted with vinasse from the distillation of the sugarcane wines of the first and second batches, respectively at a concentration of 10% (v/v). The spirits were submitted to the physicochemical and sensorial analyses. The results showed that vinasse addition did not affect the fermentation, distillation and chemical-sensorial quality of the beverage. Therefore, the vinasse addition could be an alternative use for that residue.

Properties of a biosurfactant produced by Bacillus pumilus using vinasse and waste frying oil as alternative carbon sources

Biosurfactants are chemical molecules produced by the microorganisms with potential for application in various industrial and environmental sectors. The production parameters and the physicochemical properties of a biosurfactant synthesized by Bacillus pumilus using different concentrations of vinasse and waste frying oil as alternative carbon sources were analyzed. The microorganism was able to grow and produce a biosurfactant using both the residues. The surface tension was reduced up to 45 mN/m and the maximum production of crude biosurfactant was 27.7 and 5.7 g/l for vinasse and waste frying oil, respectively, in concentration of 5%. The critical micelle concentration (CMC) results of 1.5 and 0.2 g/l showed the efficiency of the biosurfactant produced on both the substrates. The results showed that the alternative substrates could be used for the production of an efficient biosurfactant by B. pumilus. These properties have potential for industrial and environmental applications.

Influência do vinhoto no desenvolvimento de Stomoxys calcitrans / Influence of vinasse on the development of Stomoxys calcitrans

Stomoxys calcitrans (Linnaeus, 1758) (Diptera: Muscidae) é conhecida por sua dolorosa picada, que causa estresse nos animais, e pela transmissão de diversas enfermidades, além de atacar o homem. Devido aos surtos ocorridos em áreas sucroalcooleiras no Brasil, onde o vinhoto é utilizado na fertirrigação dos canaviais, elaborou-se o presente estudo, que teve como objetivo verificar se o vinhoto favorece a postura e o desenvolvimento dos estádios imaturos desse inseto. Para tanto, ovos foram depositados em dieta de crescimento larval de Bailey (controle) e também em dietas com substituição de 5, 10, 20 e 30% do seu volume de água por vinhoto. Parte dos resultados foi submetida à analise de variância e as médias foram comparadas entre si pelo teste de Tukey. A outra parte foi avaliada pelo teste do Qui Quadrado. A viabilidade dos ovos foi de 66%, 64%, 69%, 80% e 20% das larvas de 96,4%, 96,9%, 95,1%, 99,3% e 97,2% e das pupas de 90,2%, 94,7%, 93,5%, 91,5% e 86,1%, respectivamente, para os grupos controle, 5, 10, 20, e 30%. O peso das larvas de terceiro estágio foi de 16,4; 16,9; 19,7; 15,8 e 18mg, e das pupas foi 12,9; 13,9; 17,4; 14,5 e 21,9mg. O período larval foi de 10,38, 11,81, 10,00, 10,86, 9,5 dias, e o pupal foi de 6,57; 6,19; 7,05; 7,00 e 6,00, respectivamente. A viabilidade dos estádios imaturos foi maior nas dietas com substituição de vinhoto. Algumas concentrações de vinhoto utilizadas nas dietas afetaram a biologia dos estádios imaturos de S. calcitrans.

Stomoxys calcitrans is known for its painful sting that causes stress in animals and also by transmitting several diseases, and attack man. Due to the outbreaks in sugarcane fields in Brazil, where the vinasse is used in fertigation of the sugarcane fields, this study was conducted, aiming to verify if the vinasse would improve posture and development of the immature stages of this insect. For this, eggs were deposited into diet of larval growth of Bailey (control), and also in diets with replacement of 5, 10, 20 and 30% of this water volume per vinasse. Part of the results was submitted to analysis of variance and means were compared by Tuket test, and the other, was assessed by Chi-square. The eggs viability was of 66%, 64%, 69%, 80% e 20%, the larvae was of 96.4%, 96.,9%, 95.1%, 99.3% e 97.2% and the pupae was of 90.2%, 94.7%, 93.5%, 91.5% and 86.1%, respectively to the control, 5, 10, 20, e 30%. The weight of the third stage larvae was 16.4; 16.9; 19.7; 15.8 and 18mg, and pupae was of 12.9; 13.9; 17.4; 14.5 e 21.9mg. The larval period was of 10.38, 11.81, 10.00, 10.86, 9.5 days, and the pupal was of 6.57, 6.19, 7.05, 7.00 and 6.00 days, respectively. The viability of the immature stages was higher in diet with replacement of vinasse. Some of vinasse concentrations used in diets affected the biology of immature stages of S. calcitrans.

Evaluation of the use of vinasse as a biostimulation agent for the biodegradation of oily sludge in soil

This work aimed to study the effect of vinasse on the biodegradation in soil of oily sludge from the Replan-Petrobras oil refinery. The Bartha respirometric method was used to verify the efficiency of the treatments with soil, oily sludge (7 and 14 percent m/m) and soil moisture adjustment with or without vinasse (0.11 mL/g dry soil) for 121 days. Although an increase in the soil microbial population was obtained with the vinasse, it demonstrated not to be adequate to enhance the biodegradation efficiency of the oily sludge in soil, since there was no difference between the CO2 produced from treatments with or without vinasse after the complete consumption of the vinasse. Thus, the use of vinasse as an amendment to biodegradation processes showed not to be efficient under the studied conditions.

Este trabalho objetivou estudar o efeito da vinhaça na biodegradação em solo da borra oleosa proveniente da refinaria de petróleo Replan-Petrobras. Foi utilizado o método respirométrico de Bartha para verificar a eficiência de tratamentos constituídos de solo, borra oleosa nas concentrações 7 e 14 por cento (m/m) e ajuste da umidade do solo com e sem vinhaça (0,11 mL/g solo seco) durante 121 dias. Embora a adição da vinhaça tenha proporcionado um aumento da população microbiana nos tratamentos, esta não se mostrou adequada para aumentar a eficiência de biodegradação da borra oleosa em solo, uma vez que não houve diferença entre o CO2 produzido nos tratamentos com ou sem vinhaça após o consumo total da vinhaça. Assim, o uso da vinhaça como agente estimulante em processos de biodegradação mostrou-se ineficiente nas condições estudadas.

The use of vinasse as an amendment to ex-situ bioremediation of soil and groundwater contaminated with diesel oil

This work investigated the possibility of using vinasse as an amendment in ex-situ bioremediation processes. Groundwater and soil samples were collected at petrol stations. The soil bioremediation was simulated in Bartha biometer flasks, used to measure the microbial CO2 production, during 48 days, where vinasse was added at a concentration of 33 mL.Kg-1of soil. Biodegradation efficiency was also measured by quantifying the total petroleum hydrocarbons (TPH) by gas chromatography. The groundwater bioremediation was carried out in laboratory experiments simulating aerated (bioreactors) and not aerated (BOD flasks) conditions. In both the cases, the concentration of vinasse was 5 percent (v/v) and different physicochemical parameters were evaluated during 20 days. Although an increase in the soil fertility and microbial population were obtained with the vinasse, it demonstrated not to be adequate to enhance the bioremediation efficiency of diesel oil contaminated soils. The addition of the vinasse in the contaminated groundwaters had negative effects on the biodegradation of the hydrocarbons, since vinasse, as a labile carbon source, was preferentially consumed.

Este trabalho investigou a possibilidade de se usar a vinhaça como um agente estimulador de processos de biorremediação ex-situ. Amostras de água subterrânea e solo foram coletadas em três postos de combustíveis. A biorremediação do solo foi simulada em frascos de Bartha, usados para medir a produção de CO2, durante 48 dias, onde a vinhaça foi adicionada a uma concentração de 33 mL.Kg-1 de solo. A eficiência de biodegradação também foi medida pela quantificação de hidrocarbonetos totais de petróleo (TPH) por cromatografia gasosa. A biorremediação da água subterrânea foi realizada em experimentos laboratoriais simulando condições aeradas (bioreatores) e não aeradas (frascos de DBO). Em ambos os casos, a concentração de vinhaça foi de 5 por cento (v/v) e diferentes parâmetros físico-químicos foram avaliados durante 20 dias. Embora um aumento da fertilização e da população microbiana do solo foram obtidos com a vinhaça, esta estratégia não se mostrou adequada em aumentar a eficiência da biorremediação dos solos contaminados com óleo diesel. A adição de vinhaça às águas subterrâneas contaminadas teve efeitos negativos na biodegradação dos hidrocarbonetos, uma vez que a vinhaça, como uma fonte de carbono facilmente assimilável, foi preferencialmente consumida.

Girassol: emergência e crescimento inicial de plantas sob resíduos de cana-de-açúcar / Sunflower: emergence and initial plant growth under sugarcane residues

O objetivo do trabalho foi avaliar o efeito da palha residual da colheita da cana-de-açúcar e da adição de vinhaça sobre o solo na emergência e no crescimento inicial de cultivares de girassol. Os tratamentos foram dispostos em esquema fatorial (5 x 2 x 3), em blocos ao acaso, com quatro repetições, combinando-se cinco quantidades de palha de cana-de-açúcar (0, 5, 10, 15 e 20t ha-1) com aplicação ou não de 150m³ ha-1 de vinhaça residual da indústria sulcroalcooleira, utilizando-se três cultivares de girassol ("IAC-iarama", "Catissol" e "Helio 358"). Foram determinadas a velocidade e a porcentagem final de emergência de plântulas, além do comprimento e da biomassa seca da parte aérea de plantas aos 30 dias após a semeadura. Verificou-se que a presença da palha de cana-de-açúcar e da vinhaça, em quantidade equivalente a 150m³ ha-1, em ação conjunta ou isolada, reduz a emergência de plântulas e o crescimento inicial de cultivares de girassol. Entretanto, essa redução não compromete drasticamente o desempenho das cultivares ("IAC-iarama", "Catissol" e "Helio-358"), que não diferiram entre si.

The aim of this research was to evaluate the effect of the interaction of soil cover with sugarcane mulch residue combined with vinasse application on seedling emergence and initial growth of sunflower cultivars. A greenhouse experiment was carried out in pots with soil, in randomized complete blocks, with four replications. The treatments, arranged in a 5 x 2 x 3 factorial, consisted of the combination of five quantities of sugarcane mulch residue cover (0, 5, 10, 15 and 20t ha-1) followed by application or not of 150m³ ha-1 of vinasse, on soil planted to the sunflower cultivars 'IAC-iarama', 'Catissol' e 'Helio 358'. The variables studied were seedling emergence speed, final emergence, as well as plant height and dry weight of above ground plant biomass. It is concluded that, under greenhouse conditions, the presence of sugarcane mulch residue in any of the quantities studied, and of vinasse in the quantity of 150m³ ha-1, either isolated or in combination, reduce seedling emergence and hamper the initial growth of sunflower, but this effect is not so drastic to endanger the cultivars development ('IAC-iarama', 'Catissol' e 'Helio-358'), that do not differ between them.