Magister Pharmaceuticae - MPharm / Sutherlandia frutescens (tribe Galegeae, Fabaceae), is a popular medicinal plant traditionally used in South Africa. In 2000, a company called Phyto Nova (Pty) Ltd. initiated large-scale cultivation and contract manufacturing of tablets, made from the powdered herb (i.e. thin stems and leaves). Most of these commercial Sutherlandia solid dosage forms are made from the dried leaf powder but recently a new product, viz. Promune™ capsules, made from a freeze-dried aqueous extract, came on the market and was claimed to be “better” as it mimics the traditional tea. However, the pharmaceutical quality and stability of these preparations have not yet been investigated. The objectives of this study were firstly, to develop a validated stability-indicating HPLC assay for sutherlandioside B (SU-B); secondly, to compare the SU-B levels in the two commercially available Sutherlandia products viz, the Phyto Nova Sutherlandia SU1™ tablet and the Promune™ capsule, and, thirdly, to determine the effect of elevated temperature and humidity as well as acid hydrolysis on the SU-B levels in these two products. / South Africa

<p>Sutherlandia frutescens (tribe Galegeae, Fabaceae), is a popular medicinal plant traditionally used in South Africa. In 2000, a company called Phyto Nova (Pty) Ltd. initiated large-scale cultivation and contract manufacturing of tablets, made from the powdered herb (i.e. thin stems and leaves). Most of these commercial Sutherlandia solid dosage forms are made from the dried leaf powder but recently a new product, viz. Promune&trade / capsules, made from a freeze-dried aqueous extract, came on the market and was claimed to be &ldquo / better&rdquo / as it mimics the traditional tea. However, the pharmaceutical quality and stability of these preparations have not yet been investigated. The objectives of this study were firstly, to develop a validated stability-indicating HPLC assay for sutherlandioside B (SU-B) / secondly, to compare the SU-B levels in the two commercially available Sutherlandia products viz, the Phyto Nova Sutherlandia SU1&trade / tablet and the Promune&trade / capsule, and, thirdly, to determine the effect of elevated temperature and humidity as well as acid hydrolysis on the SU-B levels in these two products.</p>

A significant focus of nucleic acids research is on the reactivity of electrophilic species with DNA to form addition products (adducts). Phenols are known to be able to form adducts at the C8 site of deoxyguanosine (dG). This dissertation studies the oxygen (O)-linked class of phenolic dG adducts for their hydrolytic stability as well as their structural impact on the DNA duplex. To determine the effect of C8 O-linked phenolic dG adducts on glycosidic bond stability spectrophotometric determination of hydrolysis kinetics was performed. The kinetics establish the adducts to be less stable than native dG in acid, but surprisingly stable under physiological conditions. Then to assess the modified duplex structure, a C8 O-linked phenolic dG adduct was incorporated into a DNA duplex. Thermal melting analysis establish the adduct as having a destabilizing effect on the regularly paired duplex and the conformational analysis suggests the phenolic lesion to be weakly mutagenic. / NSERC

<p>Sutherlandia frutescens (tribe Galegeae, Fabaceae), is a popular medicinal plant traditionally used in South Africa. In 2000, a company called Phyto Nova (Pty) Ltd. initiated large-scale cultivation and contract manufacturing of tablets, made from the powdered herb (i.e. thin stems and leaves). Most of these commercial Sutherlandia solid dosage forms are made from the dried leaf powder but recently a new product, viz. Promune&trade / capsules, made from a freeze-dried aqueous extract, came on the market and was claimed to be &ldquo / better&rdquo / as it mimics the traditional tea. However, the pharmaceutical quality and stability of these preparations have not yet been investigated. The objectives of this study were firstly, to develop a validated stability-indicating HPLC assay for sutherlandioside B (SU-B) / secondly, to compare the SU-B levels in the two commercially available Sutherlandia products viz, the Phyto Nova Sutherlandia SU1&trade / tablet and the Promune&trade / capsule, and, thirdly, to determine the effect of elevated temperature and humidity as well as acid hydrolysis on the SU-B levels in these two products.</p>

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:24:45Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-02-21Bitstream added on 2014-06-13T20:12:59Z : No. of bitstreams: 1 villavelez_ha_me_sjrp.pdf: 807308 bytes, checksum: 262020576b600a66d35be63d82b014a7 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / A banana é a fruta com maior produção mundial, sendo plantada em quase todos os continentes. Devido à grande oferta de banana no mercado, é notável a existência de problemas com a geração de resíduos causados por desperdícios (fruta sobremadura) e material celulósico gerado no cultivar. O presente trabalho tem como objetivo principal a aplicação do processo de secagem para resíduos do cultivar da banana nanica (Mussa spp. Haploide AAB ), visando seu possível aproveitamento na indústria. Resíduos de banana tipo nanica (casca, pedicelo, pedúnculo) e polpa foram caracterizados quimicamente, encontrando valores de cinza, umidade, matéria seca, proteína, lipídeos e carboidratos totais muito próximos à literatura. A relação entre o conteúdo de umidade e a atividade de água proporciona informações uteis para a armazenagem e processamento destes resíduos. Na pesquisa foram determinadas isotermas de desorção para casca, pedicelo e polpa de banana a seis temperaturas (20, 30, 40, 50, 60 e 70°C), na faixa de conteúdo de umidade entre 0,001-6,360 kg·kg -1 e atividades de água entre 0,02-0,907. O modelo teórico de GAB foi empregado para a modelagem das isotermas de desorção. Foi proposta a segunda derivada da solução analítica da equação de Clausius-Clapeyron para calcular o calor isostérico de sorção, a entropia diferencial e, a energia livre de Gibbs, através do modelo de GAB quando o efeito da temperatura em equilíbrio higroscópico é considerado. Experimentos de secagem para casca de banana foram realizados em um secador de leito fixo, a três diferentes velocidades de ar (2.5, 1.5 e 1.0 m·s -1 ), e quatro temperaturas (40, 50, 60 e 70°C). Os modelos de Peleg, Lewis, Henderson-Pabis e difusivo, foram empregados na modelagem das curvas de secagem. Na análise gráfica, encontrou-se que a velocidade de ar não influência no tempo final secagem... / Banana is the most produced fruit in the world, being planted in every continent. Due to the large supply bananas in the market, the existence of problems with waste generation caused for overripe fruit and cellulosic material is noteworthy. The objective of this paper is the drying process implementation for banana waste, variety nanica (Mussa spp. Haploid AAB), for a possible application in the industry. Waste (peel, pedicel and peduncle) and pulp of banana nanica were characterized chemically, where values of ash, protein, fat, carbohydrates, and water were quantified, showing similar results with literature. The relationship between moisture content and water activity provides useful information for processing and storage of banana waste. The desorption isotherms of peel, pedicel and pulp of overripe bananas were determined at six different temperatures (20, 30, 40, 50, 60 and 70ºC) over wide ranges of moisture content (0,001–6,360 kg kg-1 d.b.) and water activity (0,02– 0,907). The theoretical model of GAB was used for modeling the desorption isotherms. An analytical solution of the Clausius-Clapeyron equation was proposed to compute the isosteric heat of sorption, the differential entropy, and the Gibbs’ free energy, by means of the GAB model when the effect of temperature on hygroscopic equilibrium is considered. Drying kinetics for peel banana in convective hot air forced equipment were determined, at three air velocities (2.5, 1.5 and 1.0 m·s -1 ), and four temperatures (40, 50, 60 and 70 ° C). The models of Peleg, Lewis, Henderson-Pabis, and diffusive were used to the modeling of drying curves. In the graphical analysis, for all experiments, air velocity does not influence in the final time of drying, showed a decreasing rate period of drying. Finally, acid hydrolysis of dry peel banana was performed by using a central composite design experimental with three... (Complete abstract click electronic access below)

Orientador: Reginaldo Guirardello / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-09T08:35:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rodrigues_FabiodeAvila_M.pdf: 1616530 bytes, checksum: 3c6790416d2f31542bbb8595ccea194d (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Uma das preocupações do mundo atual é com o suprimento de energia nas próximas décadas, uma vez que a principal fonte de energia utilizada hoje é o petróleo, e por se tratar de combustível fóssil não é renovável. Em particular, o fornecimento de combustível líquido para veículos automotores é de fundamental importância. A hidrólise ácida de materiais lignocelulósicos, e a subseqüente fermentação do hidrolisado para obter etanol, tem sido considerada uma alternativa importante para produzir etanol em larga escala. O objetivo desse estudo foi avaliar a tecnologia de hidrólise ácida do bagaço de cana para produzir glicose e furfural simultaneamente. O modelo cinético do reator considera a celulose como glicose potencial e partículas pequenas (_ 0,5 mm), assim as reações podem ser consideradas irreversíveis de primeira ordem pseudo-homogêneas e se minimiza os efeitos difusivos. Os efeitos fluidodinâmicos no reator foram estudados. Com os melhores rendimentos do reator foi conduzida a simulação no UNISimTM do ¿Process Flow Diagram (PFD)¿ desenvolvido. A avaliação econômica teve por objetivo estudar a viabilidade econômica do processo. Em relação ao reator pode-se dizer que o modelo proposto prevê que a altas temperaturas (T = 240 oC), curtos tempos espaciais (30 s) e baixas concentrações de ácido sulfúrico ( 0,5 % peso) obtêm-se as maiores rendimento tanto de glicose quanto de furfural. Em relação à fluidodinâmica, as velocidades terminais das partículas tipo fibra e pó são muito pequenas, assim a suspensão não pode ser alimentada no topo do reator. A variável considerada na simulação no UNISimTM do diagrama de fluxo de processo desenvolvido foi a fração mássica de sólidos e a vazão mássica da suspensão de bagaço de cana. A simulação no UNISimTM conduziu a avaliação econômica das frações mássicas de sólidos de 15% e 25%. Quanto à análise econômica, o processo produz aproximadamente 2,042 milhões de kg de etanol e 1,47 milhões de kg de furfural anualmente. O investimento de capital fixo estimado foi de US$ 1,388 milhões e de equipamento foi de US$ 295 mil. Isso gera um lucro bruto médio anual de US$ 0,414 milhões e tem um fluxo de caixa operacional anual de US$ 0,174 mil / Abstract: One of the current concerns in the world is the energy supply for next decades, since the main energy source used nowadays is oil, a not renewable and increasingly expensive fossil fuel. Acid hydrolysis of cellulosic materials, with a subsequent fermentation of the hydrolyzed to obtain ethanol, has been considered an important alternative to produce ethanol on large scale to achieve the aims related to the production of carburetant alcohol from sugar cane. The objective of this study was to evaluate the technology of acid hydrolysis from sugarcane bagasse to produce simultaneously glucose and furfural. The model considers fluid dynamics, the cellulose as potential glucose and small particles (_ 0.5 mm), so the reactions can be considered pseudo-homogeneous irreversible first-order. The Process Flow Diagram was developed with the best yields of the reactor. The economic analysis the economic feasibility of the process was evaluated. An isothermal plug flow reactor was used to study the continuous acid hydrolysis of pretreated sugarcane bagasse. The model developed can predict glucose and furfural best yields of 75% and 50%, respectively, at 240 oC, 0.5 % wt and 30 s of residence time. According to the fluid dynamic, the terminal velocity of fibre-type and pith-type particles are very small, thus the suspension cannot be fed at the top of the reactor. Moreover, the risk of deposition of particles in the reactor is prevented. The variables analyzed for the simulation in UNISimTM are solids weight fraction and suspension flow rate. The simulation in UNISimTM leaded to economic analysis of solids weight fraction of 15% and 25%. According to economic analysis, the optimal operational plant uses 48 (13332 kg/h) tons of sugarcane bagasse daily. It produces about 2.042 million kg of ethanol and 1.47 million kg of furfural annually. The fixed capital investment in plant and equipment is estimated at US$ 1.388 million and US$ 0.295 million, respectively. It generates annual gross profit of US$ 0.417 million and has operating profits of US$ 0.174 million / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-05-04T13:37:19Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Thais Pontes Pereira Mendes - 2014.pdf: 3157562 bytes, checksum: 078261866461b3bb0af2d57b058e0a47 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2015-05-04T13:40:15Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Thais Pontes Pereira Mendes - 2014.pdf: 3157562 bytes, checksum: 078261866461b3bb0af2d57b058e0a47 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2015-05-04T13:40:15Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Thais Pontes Pereira Mendes - 2014.pdf: 3157562 bytes, checksum: 078261866461b3bb0af2d57b058e0a47 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2014-12-02 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Given the growing global interest in clean, renewable sources of energy, the lignocellulosic materials stand out as a potential alternative, since it does not compete with food production and are rich in sugars that can serve as a feedstock for ethanol production. Based on this context, this work aimed to study the pre-treatment and acid hydrolysis as the supply of total reducing sugars (TRS) from mango, passion fruit and pineapple bagasses (lignocellulosic materials). These materials, derived from the juice industry, underwent two chemical pretreatments with calcium hydroxide and alkaline hydrogen peroxide. The study was conducted using a 23 factorial design, using the variables of chemical reagent concentration, reaction time and temperature in order to find the best conditions that maximized the amount of available fermentable sugars. In the next stage acid hydrolysis of the study was also performed based on a 22 factorial design, using the concentration ratio and bagasse / volume of acid (solid: liquid - S: L) variables. It was found that the two studied pretreatments, mango bagasse was biomass provided more reducing sugars. Conditions which maximized the response were 24 h, 20 ° C and 1% w / v to pretreatment with alkaline hydrogen peroxide and 20 h, 40 ° C, and 0.01 g / mL for pretreatment with hydroxide calcium. These values were lower than those studied in planning in both pre-treatments. TSR was obtained 0.312 g / g of biomass pretreatment with calcium hydroxide and TSR 0.313 g / g of biomass pre-treatment with alkaline hydrogen peroxide. In the study of the hydrolysis, the pre-treatment with alkaline hydrogen peroxide proved to be more advantageous as it is used lowest acid concentration (0.5%) and higher ratio S: L (1g: 10 mL) producing higher concentrations TSR . / Diante do crescente interesse mundial por fontes de energia limpa e renovável, os materiais lignocelulósicos se destacam como uma alternativa em potencial, uma vez que não competem com a produção de alimentos e são ricos em açúcares que podem servir de matéria-prima na produção de etanol. Baseado neste contexto, este trabalho teve como objetivo estudar os pré-tratamentos e hidrólise ácida quanto ao fornecimento de açúcares redutores totais (ART) a partir dos bagaços de manga, maracujá e abacaxi (materiais lignocelulósicos). Os bagaços, oriundos de indústria de suco, foram submetidos a dois pré-tratamentos químicos, com hidróxido de cálcio e com peróxido de hidrogênio. O estudo foi conduzido através de um planejamento fatorial 23, utilizando-se as variáveis concentração do reagente químico, tempo de reação e temperatura, a fim de encontrar as melhores condições que maximizassem a quantidade de açúcares fermentescíveis disponibilizada. Na etapa seguinte, o estudo da hidrólise ácida também foi realizado baseado num planejamento fatorial 22, utilizando-se as variáveis concentração e razão bagaço/volume de ácido (sólido:líquido - S:L). Verificou-se que nos dois pré-tratamentos estudados, o bagaço da manga foi a biomassa que mais forneceu açúcares redutores. As condições que maximizaram a resposta foram 24 h, 20 °C e 1% m/v para o pré-tratamento com peróxido de hidrogênio alcalino e 20 h, 40 °C e 0,01 g/ mL para o pré-tratamento com hidróxido de cálcio. Esses foram os menores valores estudados no planejamento em ambos os pré-tratamentos. Obteve-se ART de 0,312 g/g de biomassa no pré-tratamento com hidróxido de cálcio e ART de 0,313 g/g de biomassa no pré-tratamento com peróxido de hidrogênio alcalino. No estudo da hidrólise, o pré-tratamento com peróxido de hidrogênio alcalino se mostrou mais vantajoso, pois se utilizou menor concentração de ácido (0,5%) e maior razão S:L (1 g: 10 mL) produzindo maiores concentrações de ART.

Submitted by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-09-01T13:08:20Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Lorena Costa Vasconcelos Macedo - 2016.pdf: 2158010 bytes, checksum: 6fe7ebd2c875341e61444e1eaf37fa19 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-09-01T13:08:50Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Lorena Costa Vasconcelos Macedo - 2016.pdf: 2158010 bytes, checksum: 6fe7ebd2c875341e61444e1eaf37fa19 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-01T13:08:50Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Lorena Costa Vasconcelos Macedo - 2016.pdf: 2158010 bytes, checksum: 6fe7ebd2c875341e61444e1eaf37fa19 (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-04-18 / This study examined the performance of pineapple bagasse for the production of reducing sugars after pretreatment with alkaline hydrogen peroxide and acid and enzymatic hydrolysis. They were determined after conducting preliminary acid and enzymatic hydrolysis the best conditions for the bagasse pineapple used in dry form, "in natura" and washed. Chosen the dry pomace condition, this was separated granulometrically, wherein the average diameter fractions of 1.242 mm and 0.564 mm were predominant among the amounts of sieved bagasse, these two fractions were then chosen and denominated 20 and 48 mesh respectively, to evaluate the influence of particle size on the release of total reducing sugars. Type DCCR designs were conducted to evaluate the influence of weather pretreatment (h) Temperature (°C) and concentration of alkaline hydrogen peroxide (%) in the performance of acid and enzymatic hydrolysis, which was measured by the release of total reducing sugars (TRS). Moreover, the mass loss caused in the samples 20 and 48 mesh after pretreatment with alkaline hydrogen peroxide were observed. The results showed that the highest yields of reducing sugars obtained for fractions 20 and 48 mesh, both the acid hydrolysis with diluted sulfuric acid 2.9% (v/v) as the enzymatic hydrolysis with 9 FPU / g dry biomass at 50 °C and pH 4.8, were obtained when using lower levels of time, temperature and concentration of peroxide to the pre-treatment with hydrogen peroxide. The ART mass analysis after 8 h of reaction at 20 °C and concentration of alkaline hydrogen peroxide at 2% (v/v) to acid and enzymatic hydrolysis at residue 20 mesh, were 0.092 g/g ART dry bagasse and 0.063 g/g of dry bagasse ART respectively. As for the enzymatic and acid hydrolysis in the residue 48 mesh under the same conditions was 0.074 g/g dry bagasse ART and 0.058 g/g ART respectively. Therefore, it is believed that the smaller mass loss is related to obtaining higher yield of reducing sugars. This is because, observing the mass losses of such biomasses intended to acid and enzymatic hydrolysis, in both fractions pineapple pulp, 20 and 48 mesh after pretreatment with alkaline hydrogen peroxide were detected smaller mass loss of 77.829% and 83.182% for bagasse of 20 mesh and 83.724% and 83.493% for the bagasse of 48 mesh. / Neste trabalho analisou-se o desempenho do bagaço de abacaxi para produção de açúcares redutores após o pré-tratamento com peróxido de hidrogênio alcalino e hidrólises ácida e enzimática. Foram determinadas após a realização de prévias da hidrólise ácida e enzimática as melhores condições para os bagaços do abacaxi usados sob a forma seca, “in natura” e lavada. Escolhida a condição do bagaço seco, este foi separado granulometricamente, sendo que as frações de diâmetro médio de 1,242 mm e 0,564 mm apresentaram predomínio dentre as quantidades do bagaço peneirado, estas duas frações foram então escolhidas e denominadas de 20 e 48 mesh respectivamente, com o objetivo de avaliar a influência do tamanho da partícula na liberação dos açúcares redutores totais. Foram realizados planejamentos do tipo DCCR a fim de avaliar a influência do tempo de pré-tratamento (h), temperatura (°C) e concentração de peróxido de hidrogênio alcalino (%) no desempenho das hidrólises ácida e enzimática, que foi mensurado pela liberação de açúcares redutores totais (ART). Além disso, foram observadas as perdas mássicas ocasionadas nas amostras de 20 e 48 mesh após o pré-tratamento com peróxido de hidrogênio alcalino. Os resultados demostraram que os maiores rendimentos em açúcares redutores, obtidos para as frações, de 20 e 48 mesh, tanto na hidrólise ácida com ácido sulfúrico diluído 2,9% (v/v), quanto na hidrólise enzimática com 9 FPU/g de biomassa seca a 50°C e pH 4,8, foram obtidos quando se utilizou os menores níveis de tempo, temperatura e concentração de peróxido para o pré-tratamento com peróxido de hidrogênio. As análises de massa de ART após 8 h de reação, temperatura de 20°C e concentração de peróxido de hidrogênio alcalino a 2% (v/v) para a hidrólise ácida e enzimática no bagaço de 20 mesh, foram 0,092 g/g de ART bagaço seco e 0,063 g/g de ART bagaço seco respectivamente. Enquanto para a hidrólise enzimática e ácida no bagaço de 48 mesh nas mesmas condições foram 0,074 g/g de ART bagaço seco e 0,058 g/g de ART, respectivamente. Portanto, acredita-se que a menor perda mássica relaciona-se ao maior rendimento na obtenção de açúcares redutores. Isto porque, observado as perdas mássicas nessas biomassas destinadas às hidrólises ácidas e enzimáticas, em ambas as frações do bagaço de abacaxi, 20 e 48 mesh, após o pré-tratamento com peróxido de hidrogênio alcalino foram detectadas as menores perdas mássicas de 77,829% e 83,182% para os bagaços de 20 mesh e de 83,724% e 83,493% para os bagaços de 48 mesh.

O bagaço de cana-de-açúcar é um resíduo gerado no processo de produção de açúcar e álcool pelas usinas. O histórico de uso desse material aponta para a queima visando à produção de vapor e energia para o processo. As necessidades ambientais e econômicas ligadas tanto à emissão de gases estufa quanto as áreas agricultáveis apontam para um melhor aproveitamento desse resíduo que é constituído de cerca de 50% de celulose, 28% de hemiceluloses (também chamadas polioses), 21% de lignina e 1% de inorgânicos. Dentro desse contexto este trabalho visou à utilização da celulose do bagaço para a obtenção de açúcares fermentescíveis para a produção de etanol de 2&ordf; geração. O bagaço foi desmedulado e a fração fibra foi pré-hidrólisada visando eliminar as hemiceluloses. Em seguida a fração fibra pré-hidrolisada foi deslignificada através de polpação soda antraquinona (SAQ). A polpa celulósica da fração fibra do bagaço foi hidrolisada em ácido sulfúrico e ácido clorídrico através do método \"ELA\", extremely low acid. Esse método utiliza ácido mineral muito diluído, altas temperaturas e pressões. As temperaturas de hidrólise utilizadas compreenderam a faixa de 180 a 230&deg;C e as concentrações de ácido sulfúrico e ácido clorídrico utilizadas foram 0,07%, 0,14% e 0,28% e 0,05%, 0,10% e 0,20%, respectivamente. A razão sólido-líquido empregada foi 1:20 (m/v) e os reatores utilizados foram de aço inox 316L. A perda de massa após os experimentos de hidrólise foi quantificada e a composição dos hidrolisados foi analisada por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE). Paralelamente um estudo de degradação de glicose em ácido sulfúrico e ácido clorídrico foi conduzido com o objetivo de minimizar a degradação de glicose e conseqüentemente aumentar o seu rendimento. Através desse estudo também foi possível comparar o efeito de cada ácido na cinética de degradação de glicose. A faixa de temperatura utilizada foi de 200 a 220&deg;C e a faixa de concentração de ácido sulfúrico e ácido clorídrico foi a mesma empregada nos estudos de hidrólise ácida. As constantes de velocidade de ordem um obtidas através de regressões lineares dos dados de perda de massa foram utilizadas para calcular a energia de ativação de Arrhenius. As energias de ativação médias obtidas para a reação com H2SO4 e HCl foram 184.9 e 183.5 kJ/mol, respectivamente. O rendimento máximo de glicose para a hidrólise da polpa celulósica em H2SO4 foi 69,8% e em HCl foi 70,2%. As constantes de velocidade de ordem um obtidas através de regressões lineares dos dados de glicose residual para a degradação de glicose também foram utilizadas para calcular a energia de ativação de Arrhenius. As energias de ativação médias para a decomposição de glicose em H2SO4 e HCl foram 124.5 e 142.9 kJ/mol, respectivamente. Através dos estudos realizados foi possível concluir que HCl foi um catalisador mais efetivo que o H2SO4 com base no valor das constantes de velocidade determinadas e nos rendimentos máximos de glicose obtidos. Porém, o HCl é menos vantajoso economicamente que o H2SO4 e os íons cloreto são responsáveis por tornar esse ácido mais corrosivo que o H2SO4. / Sugarcane bagasse is a residue from sugar and alcohol production process. In the industry of sugar and alcohol this residue is burned to produce steam and energy for the process. The environmental and economic needs related to both emission of greenhouse gases and the increase of sugarcane planted area point to be a better utilization of the bagasse. The approximate composition of sugarcane bagasse is 50% cellulose, 28% hemicelluloses, 21% lignin and 1% inorganic compounds. From this view point, this work aimed to use cellulose from sugarcane bagasse to obtain fermentable sugars to produce second generation ethanol. Depithed bagasse was pre-hydrolyzed to remove hemicelluloses. Afterwards, pre-hydrolyzed depithed bagasse was pulped using soda-anthraquinone (SAQ) method to remove lignin. Cellulosic pulp was hydrolyzed employing the ELA conditions. Sulphuric acid and hydrochloric acid were chosen as hydrolysis catalysts. The ELA uses mineral acid in extremely low concentration, high temperatures and pressures. The temperature range chosen for kinetic study was from 180 to 230&deg;C. The H2SO4 concentration was 0.07%, 0.14%, and 0.28% and HCl concentration was 0.05%, 0.10%, and 0.20%. In hydrolysis experiments the solid-liquid ratio employed was 1:20. Reactors resistant to acid corrosion made by 316L-stainless steel were used in the experiments. The weight loss after the hydrolysis experiments was determined and the hydrolysate composition was analyzed by high performance liquid chromatography (HPLC). A study of glucose decomposition in both acid catalysts was also carried out. The aim of this study was to minimize glucose degradation and acquire data to compare the effect of catalyst type on glucose degradation. The temperature range employed was from 200 to 220&deg;C and the catalysts concentration was the same described above. First-order rate constants for hydrolysis of cellulosic pulp were obtained from linear regressions using data from weight loss. These rate constants were also used to calculate Arrhenius activation energy. The average activation energies for H2SO4 and HCl were 184.9 and 183.5 kJ/mol, respectively. The maximum glucose yields obtained in H2SO4 and HCl were 69.8% and 70.2%, respectively. First-order rate constants for glucose decomposition were also obtained from linear regressions and also used to calculate Arrhenius activation energy. The average activation energies for glucose decomposition in H2SO4 and HCl were 124.5 e 142.9 kJ/mol, respectively. From the results of kinetic studies was possible to conclude that HCl was a more efficient catalyst than H2SO4. Moreover, HCl is more expensive than H2SO4 and chloride ions are responsible for making HCl more corrosive than H2SO4.

A possível escassez dos recursos fósseis, juntamente com o aumento imprevisível dos respectivos preços, levou, nas últimas décadas, a um aumento considerável de iniciativas dedicadas não só à procura de fontes alternativas de produtos químicos e polímeros a partir de fontes renováveis, mas também de fontes alternativas de energia - em particular a biomassa vegetal. O estudo desenvolvido no presente trabalho está inserido neste contexto. A despolimerização de celulose de sisal pode ocorrer via hidrólise, ácida ou enzimática, podendo resultar nos açúcares fermentescíveis necessários para a produção do chamado etanol celulósico e, em etapas intermediárias do processo, em micro e nanopartículas, que podem atuar como reforço de matriz polimérica baseada, por exemplo, em quitosana. O estudo aqui relatado está relacionado à análise do material celulósico não reagido durante a hidrólise, e do licor que contém principalmente glicose. As reações de hidrólise ácida e enzimática de polpa de sisal (constituída de celulose e hemicelulose) foram exploradas. Uma importante característica que envolve a hidrólise ácida de biomassa é a possibilidade de utilização de diversos ácidos, pois a princípio, necessita-se apenas de uma fonte de prótons no meio aquoso para que a reação ocorra. Neste contexto, em uma primeira etapa, uma série de reações de hidrólise ácida de polpa de sisal, previamente tratada com solução alcalina (mercerizada) ou não, foi feita com ácido sulfúrico (0,9 - 4,6 molL-1, 100&deg;C, 6h de reação). Em uma segunda etapa, o ácido sulfúrico foi substituído por ácido oxálico, e os tempos de reação foram maiores (18h) que aqueles considerados para o ácido sulfúrico, tendo em vista o menor valor do pKa do ácido oxálico. Reações de hidrólise enzimática foram realizadas com o uso de um complexo enzimático comercial (Accellerase 1500 - Genencor), e dois diferentes pré-tratamentos, ambos visando à eliminação de hemiceluloses, foram avaliados, sendo: mercerização e tratamento com solução de ácido oxálico 0,9 molL-1. Para acompanhar os processos, em determinados intervalos de tempo, foram retiradas alíquotas do meio reacional, sendo que os licores foram analisados por cromatografia líquida de alta eficiência (CLAE), a fim de avaliar a natureza e o teor dos produtos da hidrólise. As polpas residuais (não hidrolisadas), suspensas no licor, foram avaliadas por microscopia eletrônica de varredura, massa molar média por viscosimetria capilar, índice de cristalinidade por difração de raios X e tamanhos médios das fibras a partir de um analisador de fibras (MorFi - analisador de tamanho médio de fibras por imagem), e espalhamento de luz (FOQELS). Para todas as reações de hidrólise ácida estudadas, as massas molares médias das polpas residuais diminuíram até dez vezes logo nos primeiros minutos de reação e os valores de índice de cristalinidade mostraram que as regiões não cristalinas da celulose são primeiramente hidrolisadas, sendo as regiões cristalinas uma grande barreira frente à hidrólise. Os resultados mostraram que o aumento da concentração do catalisador ácido elevou consideravelmente a porcentagem de hidrólise, principalmente no caso do ácido oxálico que, quando usado na concentração de 0,9 molL-1, não foi capaz de hidrolisar com eficiência as cadeias de celulose, mas apenas eliminou as hemiceluloses presentes na polpa, motivo que levou à sua aplicação como agente de pré-tratamento para a polpa frente à hidrólise enzimática. Os rendimentos das reações mostraram que o ácido sulfúrico chega a ser aproximadamente 25% mais eficiente que o ácido oxálico em termos de produção de glicose. Entretanto, o ácido oxálico possui a grande vantagem de ser proveniente de fontes renováveis e, se usado nas concentrações adequadas, pode ser uma excelente opção como pré-tratamento da polpa de celulose para as reações de hidrólise. Os resultados de hidrólise enzimática mostraram que a polpa que passou pelo pré-tratamento da mercerização foi mais eficiente como material de partida do que aquela tratada com ácido oxálico, já que a primeira levou a concentrações de glicose até 2,5 vezes maiores, nas mesmas condições de concentração de enzima, temperatura e tempo de reação. As reações de hidrólise ácida e enzimática de material lignocelulósico são de grande importância no que diz respeito à produção de etanol de segunda geração e micro/nanofibras que podem ser incorporadas em materiais. Filmes de matriz de quitosana foram produzidos com a inserção de fibras de celulose sem tratamento, mercerizada, e residuais das reações de hidrólise ácida e enzimática, em diferentes concentrações (2,5, 7,5 e 15% em massa). Os filmes foram submetidos à solicitação de tração, e a morfologia foi acessada por microscopia eletrônica de varredura de emissão de campo (FEG-MEV). Os resultados mostraram que, no geral, o filme de quitosana (69 MPa), assim como os baseados em quitosana/celulose (75 MPa), apresentam resistência à tração superior ou no mesmo patamar de filmes similares descritos na literatura. Este trabalho forneceu resultados promissores e está largamente inserido no interesse atual de utilização de materiais provenientes de fontes renováveis preferencialmente àqueles de fontes fósseis. / The possible shortage of crude oil and the unpredictable increase in its prices have led to an impressive expansion of initiatives in the last decades dedicated not only to the search of alternative sources of chemicals and polymers, but also to suppliers of energy, both from vegetal biomass. The depolymerization of sisal cellulose may occur via acid or enzymatic hydrolysis, resulting in the fermentable sugars used in the production of the so-called cellulosic ethanol and also at the intermediate steps of the process, in micro and nanoparticles that may act as reinforcement in polymeric matrices, including those derived from cellulose. The study here reported is related to the analysis of the unreacted cellulosic material and to the liquor containing mainly glucose, from acid and enzymatic hydrolysis of sisal pulp formed by cellulose and hemicellulose. An important characteristic that involves the acid hydrolysis of biomass is the possibility of utilization of different acids, since only a source of protons in the media is required for the reaction to occur, in principle. In this context, a series of reactions of acid hydrolysis of sisal pulp was carried out under varying concentrations of sulfuric acid, from 0,9 to 4,6 molL-1, at 100&deg;C as a first step. In a second step, the acid catalyst was replaced by oxalic acid, and the reaction lengths were bigger than those considered for sulfuric acid due to the lower value of pKa of oxalic acid. The reactions of enzymatic hydrolysis were carried out with a commercial enzymatic complex (Accellerase 1500 - Genencor), and two different pretreatments, both aiming at the elimination of hemicelluloses, were essayed as follows: mercerization and treatment with oxalic acid 0,9 molL-1. To follow the processes of acid and enzymatic hydrolysis in determined time intervals, aliquots were withdrawn from the reaction media so as to be analyzed by High Performance Liquid Chromatography (HPLC) aiming at the evaluation of the nature and content of the hydrolysis products. The unreacted cellulose suspended in the liquor was characterized by Scanning Electron Microscopy, capillary viscometry, X ray diffraction, and average size of fibers by using a fiber analyzer and light scattering. For all acid hydrolysis reactions studied, the average molar mass of the unreacted cellulose decreased up to ten times in the first minutes of reaction, and the values of crystallinity index showed that the non-crystalline regions of cellulose are firstly hydrolyzed, and the crystalline regions act as barriers to the hydrolysis. The results of HPLC showed that an increase in concentration considerably increases the yield of hydrolysis, mainly in the case of oxalic acid as a catalyst, which was not able to hydrolyze the chains of cellulose when in low concentrations (0,9 molL-1). It only eliminated the hemicellulose present in the pulp, reason why this acid was used as a pretreatment agent in enzymatic hydrolysis at this concentration. The reaction yields showed that the sulfuric acid can be up to 25% more efficient than the oxalic acid in terms of glucose production. However, the oxalic acid has the great advantage of possibly being produced from natural resources as well as being an excellent choice as a pretreatment agent for the lignocellulosic biomass to be used in hydrolysis reactions if used in the adequate concentrations. The results of enzymatic hydrolysis showed that the mercerized pulp was more efficient as raw material than the one treated with oxalic acid, as the first led to higher glucose content at the same conditions of concentration, temperature and time of reaction. The reactions of acid and enzymatic hydrolysis of lignocellulosic materials are of great importance to the production of second generation ethanol and micro and nanofibers, which may be incorporated into biocomposites. Films of chitosan matrix were prepared with the addition of cellulose fibers (untreated, mercerized and residual from the acid and enzymatic hydrolysis reactions) under various concentrations (2,5, 7,5 e 15% wt%). The films were subjected to traction analysis and its morphology was accessed by field emission scanning electron microscopy (SEM-FEG). The results showed that, in general, chitosan films (69 MPa), just like films based on chitosan-cellulose (75 MPa) presented tensile strength values that are superior or the same as similar films described in literature. Therefore, the study here reported produced promising results and is widely inserted in the current interest of utilization of materials from renewable resources instead of those from fossil resources.