Resumo: A produção de biodiesel por catálise enzimática tem sido uma área de grande investigação, vários pesquisadores vem tentando otimizar diferentes parâmetros da reação de transesterificação, o tipo e a concentração da enzima utilizada, a razão molar álcool:óleo:água, temperatura, pH, tipo de solvente e ácidos graxos livres são alguns fatores importantes que influenciam esse tipo de reação. O presente trabalho tem como objetivo principal a produção de biodiesel por transesterificação de óleos vegetais com etanol anidro e hidratado utilizando cepas fúngicas termofílicas e lipase comercial em diferentes condições estequiométricas, tempo, teor de água, temperatura, agitação, superfície de contato e irradiação de ultrassom. As linhagens fúngicas Myceliophthora sp F2.1.3 e Thermomyces lanuginosus TO-05 foram selecionadas através da detecção de atividade lipolítica em placas de Petri com ágar e Rodamina B. Os extratos enzimáticos foram obtidos por fermentação em estado sólido para determinação das atividades de hidrólise e esterificação. E as imobilizações das hifas dos fungos Myceliophthora sp F2.1.3 e Thermomyces lanuginosus TO-05 foram realizadas em bucha vegetal, bagaço de cana de açúcar e farelo de soja e as imobilizações de lipases em quitosana. Os microrganismos Myceliophthora sp F2.1.3 e Thermomyces lanuginosus TO-05 apresentaram maiores atividades de hidrólise com as hifas imobilizadas em bagaço de cana de açúcar, 12 e 6 U/g, respectivamente. Nos ensaios para determinação da atividade de xv esterificação a hifa imobilizada em bagaço de cana de açúcar do Thermomyces lanuginosus TO-05 apresentou atividade de 107 U/g. A produção de biodiesel etílico foi realizada utilizando-se a enzima comercial LTL e as hifas imobilizadas em farelo de soja do fungo Thermomyces... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Biodiesel production by enzymatic catalysis have been widely area of research, several researchers have been trying to optimize different parameters of the transesterification reaction, source and concentration of enzyme, molar ratio of alcohol:oil:water, temperature, pH, type of solvent and free fatty acids are some important factor that influence this type of reaction. The main goal of the present work is the production of biodiesel by transesterification of vegetable oils with ethanol anhydrous and hydrated using thermophilic fungal strains and commercial lipase in different stoichiometric conditions, time, water content, temperature, stirring, surface contact and ultrasound irradiation. Strains of Myceliophthora sp F2.1.3 and Thermomyces lanuginosus TO-05 were screened by detection of lipolytic activity in Petri dishes with agar and Rhodamine B. Lipases were obtained by solid state fermentation and their hydrolysis and esterification activities was determined. The hyphae immobilization of Myceliophthora sp F2.1.3 and Thermomyces lanuginosus TO-05 was performed in loofah vegetable, sugar cane bagasse and soybean bran and lipase immobilization on chitosan. Microorganisms Myceliophthora sp F2.1.3 and Thermomyces lanuginosus TO-05 showed higher hydrolysis activities with the hyphae immobilized in sugarcane bagasse, 12 and 6 U/g, respectively. The hyphae immobilized in sugar cane bagasse from Thermomyces lanuginosus TO-05 showed sterification activity of 107 U/g. The production of ethylic biodiesel was performed using commercial enzyme LTL and immobilized hyphae in soybean bran from Thermomyces lanuginosus TO-05, wich showed higher transesterification yield. Yields above 10% were obtained with immobilized hyphae in soybean bran from Thermomyces lanuginosus TO-05 in biodiesel... (Complete abstract click electronic access below) / Orientador: Roberto da Silva / Coorientador: Maurício Boscolo / Banca: Vera Aparecida de Oliveira / Banca: Débora de Oliveira / Mestre

Orientador: Eleni Gomes / Coorientador: Fábio Márcio Squina / Banca: Roberto da Silva / Banca: Henrique Ferreira / Banca: Leandro Cristante de Oliveira / Banca: André Ricardo de Lima Damásio / Resumo: A conversão enzimática dos polissacarídeos da biomassa é um fator chave no desenvolvimento de bioetanol de segunda geração. A recalcitrância da lignocelulose para a degradação enzimática e o custo elevado de enzimas hidrolíticas necessárias para a despolimerização de polissacarídeos encontrados na parede celular da planta são barreiras significativas para a produção em larga escala e para a comercialização de biocombustíveis e bioprodutos derivados da biomassa vegetal. A fim de aumentar rapidamente a produção de biocombustíveis celulósicos e bioprodutos, existe a necessidade de desenvolver coquetéis enzimáticos mais eficientes e de menor custo para a conversão de biomassa em açúcares fermentáveis. Nesse contexto, o estudo de enzimas degradadoras da parede celular é essencial. No presente trabalho a enzima endo-1,4-β-D-glucanase de Aspergillus terreus (ATEG_09894) foi clonada para expressão em A. nidulans. O teste de expressão mostrou a expressão solúvel da proteína. Sua identidade foi confirmada por espectrometria de massas. O pH ótimo e a temperatura ótima para sua atividade enzimática foram de 5,0 e 55ºC, respectivamente. A desnaturação térmica mostrou que a partir de 60ºC a enzima começa a perder estrutura. Interessantemente a enzima apresenta atividades β-glucanase e xiloglucanase, tendo preferência por β-glucano. A caracterização estrutural mostrou que ATEG_09894 foi expressa corretamente e os resultados de SEC e SAXS mostram que a proteína é monomérica em solução e o modelo de sua estrutura tridimensional indica que a superfície eletrostática da molécula contribui para um monômero estável. Os dados apresentados nesse trabalho são importantes pois identificam peculiaridades da enzima ATEG_09894, que atua na degradação da biomassa, sugerem os determinantes de sua seletividade enzimática e apresenta a degradação, não usual, de β-glucanos... / Abstract: The enzymatic conversion of polysaccharides from biomass is a key factor in the development of second generation bioethanol. The recalcitrance of lignocellulose to enzymatic degradation and the high cost of hydrolytic enzymes necessary for the depolymerization of polysaccharides found in plant cell wall are significant barriers to large-scale production and commercialization of biofuels and bioproducts derived from plant biomass. In order to rapidly increase the production of biofuel and byproducts cellulosic, a need exists to develop more efficient and lower cost enzymatic cocktails for the conversion of biomass into fermentable sugars. In this context, the study of cell wall degrading enzymes is essential. In this work the enzyme endo-1,4-β-D-glucanase from Aspergillus terreus (ATEG_09894) was cloned for expression in A. nidulans. The expression test showed the expression of a soluble protein. Its identity was confirmed by mass spectrometry. The optimum pH and optimum temperature for the enzyme activity were 5.0 and 55 ºC, respectively. The thermal denaturation showed that above 60 ºC the enzyme starts to lose structure. Interestingly, the enzyme has β-glucanase and xiloglucanase activities, preferring β-glucan. Structural characterization showed that ATEG_09894 was expressed correctly folded and the results of SEC and SAXS show that the protein is monomeric in solution and the model of its three dimensional structure indicates that the electrostatic surface molecule contributes to a stable monomer. The data presented in this study are important because they identify peculiarities of ATEG_09894, which acts in the degradation of biomass, suggest the determinants of its selectivity and enzymatic degradation presents, unusual, of β-glucans and xyloglucans, promising feature for degradation of lignocellulosic material / Doutor

Orientador: Hamilton Cabral / Banca: Rodrigo Simões Ribeiro Leite / Banca: Fabiana Fonseca Zanoelo / Resumo: A produção de proteases de origem microbiana depende das condições de cultivo e da diversidade bioquímica de cada espécie. Estudos comparativos entre fermentação em estado sólido (FES) e fermentação submersa (FSm) usando farelo de trigo e meio sintético, respectivamente, foram realizados para a determinação dos parâmetros de produção de proteases pelo fungo Aspergillus fumigatus Fresenius. A melhor produção de protease foi em FES no período de 96 horas utilizando farelo de trigo, temperatura de 30 ºC e 1x106 esporos/5g de substrato com 1.517 U/mL. Em FSm o pico de produção foi em pH 6,0, a 30ºC, 5x105 esporos/mL de meio no período de 72 e 96 horas em meio contendo 0,5 e 0,25% de caseína, respectivamente, ambos com 40 U/mL. Conforme a produtividade dos processos fermentativos, o extrato enzimático da FES foi utilizado para estudos de purificação e caracterização bioquímica. Neste estudo, a protease purificada apresentou atividade ótima em pH 7,5 e 50ºC, sendo inibida por Fenil-metil-sulfonil-fluoreto (PMSF) e mais intensamente por antipaína (1,6 µM). Sobre efeito de íons, foi observado modulação da atividade proteolítica, principalmente com inibição por AlCl3, cuja atividade proteolítica residual foi de 18% após incubação com este íon. Na presença de Ditiotreitol (DTT) e uréia houve diminuição da atividade proteolítica, apresentando atividades residuais de 63% em 200 mM de DTT e 10% com 5 M de uréia. Comparativamente, na concentração de 0,1% de cada surfactante estudado, notou-se redução da atividade proteolítica, sendo 97% em presença de Brometo de cetil-trimetil amônio (CTAB), 79% para 4 - (1,1,3,3 - Tetrametilbutil) fenil- polietileno glicol (Triton X-100), 55% com Polyoxyethylenesorbitan monolaurato (Tween-20) e completa redução da atividade (0%) em... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The microbial protease production depends on growing conditions and the biochemical diversity of each species. Comparative studies between solid-state fermentation (SSF) and submerged fermentation (SmF) using wheat bran and synthetic medium, respectively, were performed to determine the optimum parameters for protease production by the fungus Aspergillus fumigatus Fresenius. The best protease production was in SSF within 96 hours using wheat bran, temperature 30°C and 1x106 spores/5g of substrate, with 1,517 U/mL. In SmF peak production was at pH 6.0 at 30°C, 5x105 spores/mL of media within 72 and 96 hours in medium containing 0.5 and 0.25% casein, respectively, with 40 U/mL. According to the productivity of the fermentative processes, enzymatic extract was used from SSF to study purification and biochemical characterization. In this study, purified protease showed optimum activity at pH 7.5 and 50°C, and inhibited by Phenylmethylsulfonyl fluoride (PMSF) and more intensely for antipain (1,6 µM). Concerning to the effect of ions, we observed modulation of the proteolytic activity, especially with inhibition by AlCl3, which residual activity was of 18 % after incubation with this ion. In the presence of Dithiothreitol (DTT) and ureia, we observed progressive decrease in proteolytic activity, presenting residual activities of 63% with 200 mM DTT, and 10% with 5 M ureia. Comparatively, in the concentration of 0.1% of each surfactant studied, there was a reduction in the proteolytic activity in 97% in presence of Cetyl trimethylammonium bromide (CTAB), 79% with 4-(1,1,3,3-Tetramethylbutyl)phenyl-polyethylene glycol (Triton X-100), 55% with Polyoxyethylenesorbitan monolaurate (Tween-20) and a complete inactivation in the presence of Sodium dodecyl sulfate... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Hamilton Cabral / Banca: Eleni Gomes / Banca: Luis Henrique Souza Guimarães / Banca: Fernanda Canduri / Banca: Wagner Alves de Souza Júdice / Resumo: Aspártico (E.C. 3.4.23), cisteíno (E.C. 3.4.22) e serino peptidases (E.C. 3.4.21) são endopeptidases, cujos modos de ação são dependentes de resíduos de ácido aspártico, cisteína e serina presentes no sítio catalítico, respectivamente. Atualmente, vários estudos são realizados na busca por novas enzimas com relevantes propriedades bioquímicas para aplicação industrial. Neste contexto, nós propomos a produção de enzimas em bioprocesso submerso, purificação, estudo das propriedades bioquímicas e determinação da especificidade catalítica das peptidases secretadas pelos fungos filamentosos Rhizomucor miehei, Phanerochaete chrysosporium e Leptosphaeria sp. Inicialmente, após produção por bioprocesso submerso, estas enzimas foram purificadas utilizando cromatografias de exclusão molecular e troca iônica. Em ensaios de inibidores na atividade enzimática, notamos inibição das peptidases por pepstatina A (R. miehei), ácido iodoacético/N-Etilmaleimida (P. chrysosporium) e fluoreto de fenil metil sulfonila (Leptosphaeria sp), sendo então definidas como aspártico, cisteíno e serino peptidases, respectivamente. Por SDS-PAGE (12%), as massas moleculares foram estimadas em 37 kDa (aspártico), 23 kDa (cisteíno) e 35 kDa (serino). O máximo de atividade proteolítica foi alcançado em pH 5,5 e 55 ºC para peptidase aspártica secretada por R. miehei; pH 7 e faixa de temperatura 45-55 ºC para cisteíno peptidase secretada por P. chrysosporium, e pH 7 e 45 ºC para serino peptidase secretada por Leptosphaeria sp. Sob efeito de incubação a diferentes pH, a peptidase aspártica mostrou-se estável em condições ácidas (pH 3-5); cisteíno peptidase foi estável em ampla faixa de pH (pH 4-9), e serino peptidase mostrou-se mais estável em condições com tendências alcalinas e pH ligeiramente ácido (pH 5-9). Em todas estas faixas de pH citadas, as peptidases apresentaram atividade proteolítica acima de 80% por 1 hora... / Abstract: Aspartic (EC 3.4.23), cysteine (EC 3.4.22) and serine peptidases (EC 3.4.21) are endopeptidases whose modes of action are dependent on aspartic acid, cysteine and serine residues present in the catalytic site, respectively. Currently, several studies are conducted in the search for new enzymes with relevant biochemical properties for industrial application. In this context, we propose the production of enzymes in submerged bioprocess, purification, the study of biochemical properties and determining the catalytic specificity peptidases secreted by the filamentous fungus Rhizomucor miehei, Phanerochaete chrysosporium and Leptosphaeria sp. Initially, after production submerged bioprocess, these enzymes have been purified using size-exclusion and ion exchange chromatographies. In the effect of inhibitors on enzyme activity, we note peptidase inhibition by pepstatin A (R. miehei), iodoacetic acid/ N-Ethylmaleimide (P. chrysosporium) and phenyl methyl sulfonyl fluoride (Leptosphaeria sp), suggesting that these enzymes are aspartic, cysteine and serine peptidases, respectively. For SDS-PAGE (12%), molecular weights were estimated at 37 kDa (aspartic), 23 kDa (cysteine) and 35 kDa (serine). Maximum proteolytic activity was achieved at pH 5.5 and 55 °C for aspartic peptidase secreted by R. miehei; pH 7 and temperature range 45-55 °C for cysteine peptidase secreted by P. chrysosporium and pH 7 and 45 °C for serine peptidase secreted by Leptosphaeria sp. Under incubation at different pH effect, aspartic peptidase was stable under acidic conditions (pH 3-5); cysteine peptidase was stable in wide pH range (pH 4-9), and serine peptidase was more stable under alkaline conditions and pH slightly acidic (pH 5-9). In all these pH ranges mentioned, peptidases showed proteolytic activity above 80% by 1 hour incubation. As regards the thermal stability, cysteine peptidase was more thermostable enzyme and serine peptidase described the lowest temperature ... / Doutor

Orientador: Gustavo Orlando Bonilla Rodriguez / Coorientador: Eleni Gomes / Banca: Patrícia Peres Polizelli / Banca: . Vanildo Luiz Del Bianchi / Resumo: As celulases podem ser utilizadas na bioconversão da fração de celulose de resíduos agro-industriais em açúcares fermentáveis, visando a obtenção de combustíveis renováveis e produtos químicos. As β-glicosidases são cruciais para a total sacarificação da celulose, mas na maioria dos casos elas são fortemente inibidas pelo seu produto, a glicose. Portanto, o conhecimento das cinéticas de hidrólise e as respostas dessa enzima frente a diferentes substratos e produtos pode definir a eficiência de hidrólise e do processo biotecnológico no qual poderia ser incorporada. O presente trabalho teve como objetivo caracterizar a β -glicosidase de 50 kDa (BG50) produzida pelo fungo termofílico Myceliophthora thermophila M.7.7 cultivado em estado sólido, em mistura de bagaço de cana e farelo de trigo (1:1). O zimograma do extrato bruto evidenciou duas isoformas, de aproximadamente 200 e 50 kDa, as quais foram separadas por cromatografia de filtração em gel. A caracterização da BG50 mostrou atividade ótima a 60 ˚C e pH 5,0 quando usado o 4-nitrofenol-β-D-glicopiranosídeo (pNPG), enquanto com celobiose o valor da temperatura e pH ótimo foram de 50 ˚C e pH 4,5, respectivamente. Testes realizados com adição de íons e reagentes mostraram diferenças nos efeitos sobre a atividade da enzima dependendo do substrato, principalmente com a adição de Ditiotreitol (DTT) utilizando celobiose, e inibição completa com Cu2+ e Fe3+ para pNPG e celobiose. Além disso, a enzima não mostrou efeito inibitório quando testada na presença de nove compostos fenólicos, uma característica significativa. Os estudos cinéticos revelaram um perfil de inibição competitiva pela glicose quando utilizado pNPG com valor de KI=1,5 mM e um Km significativamente menor (0,52 mM) pelo pNPG do que pela celobiose (Km=8,50 mM). Os parâmetros termodinâmicos mostraram que a BG50 é bastante... / Abstract: Cellulases can be used in bioconversion of cellulose from agro-industrial waste into fermentable sugars in order to obtain renewable fuels and chemicals. The β-glucosidases are crucial to the overall saccharification of cellulose, but in most cases, they are strongly inhibited by its product, glucose. Therefore, knowledge of the hydrolysis kinetics of the enzyme and its responses against different substrates and products can set the hydrolysis efficiency and possible incorporation in biotechnological process. This study aimed to characterize the 50 kDa β-glucosidase (BG50) produced by the thermophilic fungus Myceliophthora thermophila M.7.7 grown in solid state, in a mixture of sugarcane bagasse and wheat bran (1:1). The zymogram of the crude extract showed two isoforms of 200 and 50 kDa, which were separated by gel filtration chromatography. The characterization of BG50 showed optimal activity at 60 °C and pH 5.0 when used pNPG, whereas using cellobiose the values of the optimal temperature and pH were 50 °C and pH 4.5, respectively. Tests with addition of reactants and ions showed differences in the effects on enzyme activity depending on the substrate, especially with the addition of dithiothreitol (DTT) utilizing cellobiose, and complete inhibition with Cu2+ and Fe3+ for 4-nitrophenyl-β- D-glucopyranoside (pNPG) and cellobiose. Furthermore, the enzyme showed no inhibitory effect when tested in the presence of nine phenolic compounds, a remarkable characteristic. Kinetic studies showed a profile of competitive inhibition by glucose when using pNPG with Ki = 1.5 mM and Km significantly lower (0.52 mM) with pNPG than using cellobiose (Km = 8.50 mM). The thermodynamic parameters show that BG50 is quite stable, highlighting its half life of 855.6 minutes at 60 ° C, but above this temperature easily denatured. The results emphasize the importance of investigating ... / Mestre

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:48Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-02-10Bitstream added on 2014-06-13T18:59:35Z : No. of bitstreams: 1 bezerra_cs_me_sjrp.pdf: 695636 bytes, checksum: defed0b782768f078c9f788c311db8d1 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / A diversidade de espécies de leveduras presentes na filosfera de uvas e mostos em uma área produtora de uvas e vinhos artesanais na região de Jales (SP) foi estudada usando técnicas de cultivo acoplada a ferramentas moleculares com sequenciamento dos isolados. Foram realizadas duas coletas: Maio de 2009 e Agosto de 2009 obtendo um total de 132 linhagens de leveduras isoladas de duas variedades de uvas (Isabel – Vitis labrusca e Bordô ) em suas diferentes partes (casca, engaço e baga) e também de mostos obtidos de cultivares Isabel, Niágara e Cabernet Sauvignon. A identificação molecular das espécies por Reação em Cadeia da Polimerase seguida da técnica de PCR-RFLP da região ITS incluindo o gene 5,8S e 26S do DNAr e subseqüente sequenciamento gênico foi eficiente para a identificação de 13 espécies: Candida quercitrusa (3), Candida stellata (3), Cryptococcus flavescens (6), Cryptococcus laurentii (1), Hanseniaspora uvarum (40), Issatchenkia occidentalis (2), Issatchenkia orientalis (10), Issatchenkia terricola (4), Pichia kluyveri(5), Pichia quilliermondii (7), Pichia sp.(4), Saccharomyces cerevisiae (44), Sporidiobolus pararoseus (2). Estes resultados mostram uma diversidade de espécies nas diferentes fases de fermentação, com uma predominância de leveduras não-Saccharomyces nas etapas iniciais, sendo estas substituídas consecutivamente por leveduras Saccharomyces cerevisiae com o progresso da fermentação, semelhante ao que é encontrado na literatura. As leveduras isoladas foram analisadas quanto a produção de enzimas hidrolíticas adequadas ao processamento de vinhos. Dentre as leveduras isoladas e identificadas, apenas a espécie Cryptococcus laurentii (linhagem U2) apresentou atividade para β-glicosidase após fermentação submersa, utilizando celobiose a 2% como fonte de carbono. Porém, esta atividade foi baixa (0,2 U/ml após 96h de fermentação)... / The diversity of yeast species present in the phyllosphere of grapes and musts from Vinhos Santin winery (Jales region, Sao Paulo State, Brazil) was studied using cultivation techniques with molecular tools coupled with sequencing of the isolates. There were two collections: May 2009 and August 2009 gaining a total of 132 yeast strains isolated from two grape varieties (Isabel and Bordeaux – Vitis labrusca) in different parts of the grape (bark, stem and berry) and also must obtained from Isabel, Niagara and Cabernet Sauvignon cultivars. The molecular identification of species by PCR-RFLP in the region of the ITS, including 5,8S gene, and 26S rDNA gene and subsequent sequencing was useful for the identification of 13 species: Candida quercitrusa (3), Candida stellata (3), Cryptococcus flavescens (6), Cryptococcus laurentii (1), Hanseniaspora uvarum (40), Issatchenkia occidentalis (2), Issatchenkia orientalis (10), Issatchenkia terricola (4), Pichia kluyveri(5), Pichia quilliermondii (7), Pichia sp.(4), Saccharomyces cerevisiae (44), Sporidiobolus pararoseus (2). These results show a diversity of species in different stages of fermentation, with a predominance of non-Saccharomyces yeasts in the early stages, and these are replaced consecutively to yeast Saccharomyces cerevisiae with the progress of fermentation, according to what is found in the literature. The yeasts were screened for production of hydrolytic enzymes for the processing of wine. Among the yeasts isolated and identified, only the species Cryptococcus laurentii (strain U2) exhibited β-glucosidase activity after submerged fermentation (SmF) using 2% cellobiose as carbon source. However, this activity was too low (0.2 U/ml after 96h of fermentation). In previous collections, held in 2008, we isolated a strain from the bark of Bordeaux grapes, identified as Aureobasidium pullulans... (Complete abstract click electronic access below)

Submitted by MARCOS LEANDRO TEIXEIRA DE OLIVEIRA (marcosteixeira@ufv.br) on 2018-09-21T14:09:53Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1538727 bytes, checksum: 09880b7c5b82bc1acc1ac9c9e33e95d3 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-21T14:09:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1538727 bytes, checksum: 09880b7c5b82bc1acc1ac9c9e33e95d3 (MD5) Previous issue date: 2015-12-21 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A diversificação no portfólio de produtos e a otimização de técnicas e processos vem sendo objetivado por várias indústrias atualmente e cada vez mais se vem buscando matérias primas de fontes renováveis e biodegradáveis. Neste contexto, biorrefinarias de produtos florestais e agrícolas se enquadram como modelos que permitem obter um maior valor agregado aos produtos oriundos da biomassa. Assim, na presente tese objetivou-se, dentro dos conceitos de biorrefinaria, explorar a biomassa lignocelulósica, de origem florestal e agrícola, para melhoria de qualidade e tecnologia de produtos amplamente utilizados, como papéis. Também se buscou a produção de materiais que podem substituir produtos de base petrolífera, como os plásticos, com a produção de biofilmes. Além disso, a produção e caracterização de aerogéis foi realizada e dentro da grande gama de aplicações, foi avaliada seu potencial para tratamento de água com a remoção de metais pesados. As nanoceluloses, celulose microfibrilada (CMF), celulose nanofibrilada (CNF) e celulose nanocristalina (CNC), juntamente com as hemiceluloses ricas em xilanas foram detalhadamente estudadas e empregadas para atingir os objetivos deste estudo, apresentado em forma de capítulos. No primeiro capítulo, hemiceluloses ricas em xilana foram extraídas de sabugo de milho e adicionadas em polpas celulósicas. À medida que se aumentaram a concentração das hemiceluloses, foi observado aumento na resistência à drenagem e também nas propriedades dos papéis diretamente influenciadas pelas ligações interfibras. O volume específico aparente dos papéis foi inversamente proporcional à adição de hemiceluloses. No segundo capítulo, hemiceluloses extraídas da mesma forma do que no capítulo 1 foram usadas para produção de biofilmes, submetidas ou não à processos de acetilação. Nestes biofilmes foram adicionados agentes de reforço como celulose nanofibrilada (CNF), resina poliamina-epiclorohidrina (PAE) e alguns plastificantes. Os resultados obtidos mostraram que é possível produzir filmes a partir das hemiceluloses e que quando estes carboidratos são acetilados resultam em filmes mais resistentes à tração e maior deformação. Outra característica importante foi o aumento da hidrofobicidade dos filmes a partir da acetilação. Todos os filmes apresentaram alta resistência à passagem de ar. No terceiro capítulo, as nanoceluloses (CNF, CMF e CNC) iiiforam adicionadas à polpas não branqueadas de pinus, refinadas em diferentes intensidades. Os resultados mostraram que as propriedades dos papéis relacionadas à ligações interfibras aumentaram com a incorporação das nanoceluloses, sendo que a incorporação das CMF foram as que apresentaram maiores incrementos se comparados com a polpa referência. No capítulo 4, foram caracterizados aerogéis formados a partir de CNF, reforçados com hemiceluloses ricas em lanas. Os resultados mostraram que a relação CNF:lana influencia na forma, resistência, área superficial, capacidade de absorção de água. Por fim, os aerogéis descritos no capítulo 4 foram avaliados quanto à capacidade de remoção de metais pesados de soluções aquosas. Os resultados mostraram que os aerogéis formados apresentam alta capacidade de adsorção de íons metálicos Zn 2+ , Pb 2+ e Cd 2+ . Aspectos como formulação, pH, concentração inicial, tempo de contato influenciaram na capacidade de adsorção dos aerogéis. / Currently, the diversification in product portfolio and optimization of techniques and processes have become a concern formany industries that are seeking raw materials from renewable and biodegradable sources. Biorefineries of forest and agricultural products stand out as templates that allow obtaining greater value for products from lignocellulosic biomass. Thus, within the concepts of biorefinery, this thesis aimed toexplore the lignocellulosic biomass from forest and agriculture to improve quality and technology of widely used products, such as paper. In addition, it sought to produce materials that can replace oil-based products such as plastics, with the production of biofilms. Furthermore, the production and characterization of aerogels was performed, and into the wide range of their applications, their potential was evaluated for water treatment to remove heavy metals. Nanocelluloses, microfibrillated cellulose (MFC), nanofibrilada cellulose (NFC) and cellulose nanocrystal (CNC), along with the xylan- rich in hemicelluloses have been exploited and employed to achieve the objectives of this study, presented in the form of chapters. In the first chapter, xylan -rich hemicelluloses were extracted from corn cobs and added in cellulosic pulps. The increased concentration of hemicellulose led to an increase in drain resistance and in paper properties directly affected by the inter-fiber bonds. The paper bulk was inversely proportional to the addition of hemicelluloses. In the second chapter, hemicelluloses extracted in the same way as in Chapter 1 were used for the production of biofilms. The hemicelluloses were subjected or not to acetylation processes. The biofilms were reinforced with agents as nanofibrillated cellulose (NFC), polyamine- epichlorohydrin resin (PAE) and some plasticizers. The results showed that it is possible to produce films from hemicelluloses and that when these carbohydrates were acetylated, the films showed higher tensile index and greater strain. Another important feature was the hydrophobicity of the films after acetylation. All films showed high air resistance. In the third chapter, the nanocelluloses were added to unbleached pulp from Pinus, refined at different intensities. The results showed that the handsheet properties related to increased inter-fiber bonds increased with the incorporation of nanoceluloses, and the incorporation of the MFC demonstrated greater increases compared to the reference pulp. In Chapter 4, aerogels formed from NFC reinforced with xylan -rich hemicelluloses were characterized. The results showed that NFC:xylan ratio affects the shape, strength, surface area and water absorption capacity of aerogels. Finally, the aerogels described in Chapter 4 were assessed for the ability to remove heavy metals from aqueous solutions. The results showed that the aerogels exhibit high adsorption capacity for metal ions Zn 2+ , Pb 2+ and Cd 2+ . Aspects such as formulation, pH, initial concentration and contact time influenced the adsorption capacity of the aerogels.

Orientador : Leonardo Goldstein Jr / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-27T23:42:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_AlexAlissonBandeira_M.pdf: 7769516 bytes, checksum: c87ff1ef5fec5dc00dd89cdafed132a5 (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: A formação da fuligem em sistemas de combustão industrial constitui tema de interesse da engenharia, pois a presença da fuligem na chama aumenta a transferência de calor dos produtos da combustão por radiação térmica, o que é desejável, mas constitui um problema ambiental quando é emitida para a atmosfera. O presente trabalho avalia a influência da variação do teor de 02 e da velocidade do ar na formação da fuligem e na temperatura em chamas difusas de acetileno, em um queimador com injeção coaxial e anular de ar. A metodologia utilizada para o cálculo da concentração da fuligem foi a técnica não intrusiva da extinção da luz de laser. O estudo foi realizado com níveis baixos de enriquecimento, em que o teor volumétrico de O2 no ar é menor que trinta por cento, não requerendo adaptações significativas dos equipamentos. Além do efeito do enriquecimento, foi estudado o da variação da velocidade do ar, verificando-se a influência conjunta destes dois fatores na formação da fuligem. Os resultados sugerem que a utilização em conjunto da variação do teor de O2 e da velocidade do ar podem proporcionar uma ferramenta de controle da formação da fuligem, seja para o aumento e/ou para a redução desta / Abstract: Soot formation in industrial combustion systems constitutes an important theme of engineering interest. The presence of soot in the flame increases the heat transfer from the combustion gases by thermal radiation, but may constitute an environmental problem when emitted in the atmosphere. This work evaluates the influence ofthe oxygen index and air velocity in soot formation and in the temperature of acetylene diffusion flames, produced in a burner with paralle1 anullar coaxial oxidizer flow. The rnethodology used for calculation of the soot concentration was the non intrusive technique based on laser light extinction. In this work the enrichment level was varied as well as air velocity, to verify the influence of both factors in soot formation. The results suggest that the cornbined use of both the oxygen content and air velocity can provide a control toei for soot formation, which level can be increased or decreased. The results concern a oxygen index in the air smaller than thirty percent, which does not require significant existing equipment changes / Mestrado / Termica e Fluidos / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Cesar Costapinto Santana / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-08T16:18:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dias_RaquelMacedo_M.pdf: 1158217 bytes, checksum: 17fc0268f6869b95e17b301e65d69e9c (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: O mitotano (o,p?-diclorodifenildicloroetano) é um fármaco utilizado no tratamento de carcinoma adrenocortical. Ele é comercializado na forma racêmica, ou seja, na proporção 1:1 dos seus enantiômeros R e S. A influência da quiralidade da molécula sobre seu efeito farmacológico ainda não foi estudada. Portanto, a separação dos enantiômeros é importante para testes biológicos comparativos de efeitos colaterais. Este trabalho foi desenvolvido com o intuito de estudar a separação deste fármaco pela técnica de cromatografia líquida de alta eficiência utilizando coluna recheada com a fase estacionária quiral O,O?-bis[4-tercbutilbenzoil]-N,N?-dialil-L-tartardiamida. Diferentes combinações de fase móvel foram testadas e os melhores resultados foram obtidos com hexano/acetato de etila na proporção 95/5 (v/v). Experimentos de pulsos com soluções diluídas do traçador e dos enantiômeros do mitotano foram realizados variando a vazão de fase móvel e a temperatura do sistema. Foram determinados as porosidades do sistema, os parâmetros cromatográficos, os dados de equilíbrio, coeficientes de dispersão axial e parâmetros de transferência de massa. Os resultados mostraram separação satisfatória, com número de pratos superando 9000 e fatores de separação na ordem de 1,13. Os valores dos coeficientes de Henry foram maiores que a unidade para ambos os enantiômeros, sendo que o enantiômero mais retido R-(+)-mitotano, apresentou maior afinidade pela coluna quiral. Valores de km superiores a 300 min-1 revelaram baixo efeito dos fenômenos de transferência de massa e consequentemente predomínio dos efeitos termodinâmicos (energia entálpica superior -10 kJ/mol para os enantiômeros). Experimentos a altas concentrações foram realizados com a finalidade de se determinar às isotermas pelo método da análise frontal e também os cromatogramas sob estas condições. Para a concentração da mistura até 16 g/L as isotermas mostraram um bom ajuste ao modelo de Langmuir. A partir da separação em batelada determinaram-se as regiões de separação dos enantiômeros para um sistema cromatográfico contínuo do tipo leito móvel simulado para diferentes concentrações de alimentação da mistura racêmica. Avaliaram-se as variáveis desempenho (consumo de solvente e produtividade) no sistema contínuo e compararam-se com as obtidas em separações em batelada. Melhores resultados foram obtidos para um sistema contínuo do tipo leito móvel simulado / Abstract: Mitotane (o, p'-dichlorodiphenyldichloroethane) is a drug used in the treatment of adrenocortical carcinoma. It is marketed in the racemic form, proportion 1:1 of their R and S enantiomers. The influence of the molecule quirality on its pharmacology effect was not studied yet. For this reason, this separation is important for comparative biological tests of collateral effects. This work was developed with intention to study the separation of this drug via liquid chromatography using columns packed with the chiral stationary phase, O,O?-bis[4-terc-butylbenzoyl] - N, N' - diallyl-L-tartardiamide. Different combinations of mobile phase was tested and better results were achieved with hexane/ethyl acetate in ratio 95/5 (v/v). Pulses experiments with diluted solutions of the inert and the enantiomers were accomplished at different flow rates and temperature. The system porosities, chromatographic parameters, equilibrium constants, axial dispersion and mass transference parameters were obtained. The results showed satisfactory separation, with number of plates overcoming 9000 and separation factors in the order of 1,13. The values of Henry coefficients were greater than one for both enantiomers, the most retained was R (+) -mitotane, and it presented greater affinity for the chiral column. The overall mass transfer coefficient achieved values higher than 300 min-1, demonstrating low mass transfer effect rates and consequently a prevalence of the thermodynamic effects (enthalpy energy greater than -10 kJ/mol for the enantiomers). Experiments in overload conditions were realized in order to determining the isotherms using the method of the frontal analysis as well the chromatograms under these conditions. For the concentration of the mixture smaller than 16 g/L the isotherms showed a good adjusted to the Langmuir model. The separation regions for a chromatographic continuous system like simulated moving bed were determined with different feed concentrations. This permits the comparison of the performance parameters using the continuous system and batch ones / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Biotecnologicos / Mestre em Engenharia Química

Um campo interessante para aplicação de técnicas nucleares devido à complexidade dos problemas a serem estudados e importante devido ao forte impacto econômico e estratégico é a industria de petróleo. Pelas técnicas nucleares podem ser obtidas informações preciosas. A utilização de traçadores auxilia a caracterização de um reservatório de petróleo e permite que se tomem posteriormente decisões importantes para o processo de recuperação deste recurso natural. O estudo é feito em uma malha envolvendo poços injetores e produtores, mas com um único traçador não é possível discriminar a contribuição de diferentes injetores para um determinado produtor. Devido a necessidade de se ter vários traçadores para serem usados na recuperação de poços de petróleo é proposto o desenvolvimento de traçadores ativáveis. Foram escolhidos para serem usados como traçadores elementos do grupo dos terras raras lantânio (La) e európio (Eu) por apresentarem elevada seção de choque e facilidade de obtenção. Estes elementos foram complexados com quelantes orgânicos para diminuir o grau de perdas ou retardo do traçador em relação à fase aquosa. Esses quelantes são os ácidos aminopolicarboxílicos EDTA, DTPA e DOTA. Para verificar se ocorreu a complexação foi feita análise por espectrometria no infravermelho. Com o resultado observou-se que houve a complexação em todos as amostras. Para separar interferentes como sódio, cloro e bromo presentes na água de produção foi utilizado um processo de coprecipitação. O processo foi eficiente já que conseguiu precipitar os terras raras separando-os do sódio e bromo presentes na água. Para verificar a partição do traçador com a fase oleosa e a fase aquosa foi realizado o teste de partição e em seguida calculado o coeficiente de partição ( Kao ) para todos os complexos (traçadores) em todos os testes. Foi realizado um teste em corpo de prova para determinar os parâmetros de interação do traçador candidato com a rocha. Foram utilizados como traçador o trítio, La-EDTA e cloreto de európio. No caso do trítio, que serviu como referência para avaliação dos demais traçadores, não ocorreu retenção do traçador no interior dos poros do corpo de prova. Para o cloreto de európio e La-EDTA observou-se a ocorrência de adsorção nas superfícies internas dos poros do corpo de prova, seguida de dessorção. / The application of nuclear techniques to the oil industry has both scientific and economical interest due to the complexity of the questions that have to be answered and to the strong economic and strategic impact of the fuel production activity. Valuable information can be obtained employing nuclear methods. In particular, they are instrumental in describing detailed flow patterns and other features of oil reservoirs that are unattainable to other methods. Besides, the information they provide substantiate more sound decisions on actions related to the recovery of this important natural resource. Tracer studies in oil fields are performed in a net of injection and producing wells. Thus, the use of only one tracer species would not discriminate the contributions of distinct injector wells to the response of a given production well. Hence, a multi-tracer experiment is required, and in to meet this purpose the use of activable tracers is proposed. As additional tracers lanthanum (La) and europium (Eu) were chosen from the rare earth series due to their large neutron cross sections and availability. In order to decrease losses to the oil phase and retardation of the tracer relatively to the aqueous phase, these elements were complexed with organic chelating ligands: the polyamino-carboxylic acids EDTA, DTPA , and DOTA. Infrared spectrometry was used to check complexation. Its results showed that complexation occurred in all the samples. A coprecipitation process was used to eliminate interfering agents such as sodium, chlorine, and bromine present in the water. The procedure proved to be efficient since it succeeded in precipitating the rare earths, thus separating them from the sodium and bromine dissolved in the water. In order to check the partition of the tracer between the aqueous and organic phases, tests were carried stirring the two phases together and measuring the tracer concentrations in the aqueous phase; the partition coefficient was ( Kao ) then calculated for all the combinations of the two lanthanides and three ligands. Continuous tests pumping the tracer through reservoir rock samples were also carried. Tritiated water was used as a reference tracer and the lanthanides employed were in form of La- EDTA and EuCl3. The last two were somewhat retarded due to adsorption followed by desorption in either the rock or oil phases