Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Mecânica, Florianópolis, 2015 / Made available in DSpace on 2016-02-23T04:04:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 336487.pdf: 4313794 bytes, checksum: 51817d3357ac3db9f005cb0c040c4678 (MD5) Previous issue date: 2015 / O presente trabalho aborda a integração de um sensor óptico a laser a um robô para automação da soldagem. O sensor é fabricado por uma empresa estrangeira, a Meta Vision Systems. O manipulador robótico faz parte da família TARTILOPES, desenvolvido pelo Laboratório de Soldagem da UFSC, LABSOLDA. Esse sensor é capaz de reconhecer e medir o perfil da junta de soldagem durante a execução da união, disponibilizando informações em tempo real sobre o posicionamento da tocha de soldagem ao longo da junta soldada. A utilização destes dados torna possível a realização do seguimento de junta, situação em que o manipulador é comandado para manter sempre o mesmo posicionamento em relação ao centro da junta. O sistema desenvolvido neste trabalho demandou a aplicação de um protocolo de comunicação entre o software para seguimento de junta e o controlador do robô. Os algoritmos de correção de trajetória foram criados contemplando duas situações distintas, de movimentação com e sem oscilação da tocha de soldagem. Os dois algoritmos foram testados em quatro ensaios diferentes. Nos ensaios foram abordados desde a calibração destes até a comparação do sistema desenvolvido com um manipulador comercial para seguimento de junta. Os corpos de prova projetados para ensaio dos algoritmos contemplaram diversas variações geométricas acentuadas, impondo ao sistema a necessidade de contínua correção da trajetória de soldagem. Ao final dos ensaios, o sistema desenvolvido neste trabalho se mostrou capaz de realizar o seguimento de junta em situações de extrema solicitação. / This work discusses the integration of an optical laser sensor to a robot for welding automation. The sensor is manufactured by a foreign company, Meta Vision Systems. The robotic manipulator is part of the TARTILOPES family, developed by Welding Laboratory of UFSC, LABSOLDA. This sensor is able to recognize and measure the profile of the weld joint while the union is made, providing real-time information about the positioning of the welding torch along the weld joint. Using such data makes it possible to have the seam tracking, in which the manipulator is operated to always maintain the same relative position to the joint center. The system developed in this study required the implementation of a communication protocol between the software for seam tracking and the robot controller. The trajectory correction algorithms were created considering two distinct situations, handling with and without oscillation of the welding torch. Both algorithms were tested in four different experiments. The tests included from the calibration of these algorithms to the comparison with a commercial system designed for seam tracking. The specimens designed to test the algorithms included several sharp geometric variations, demanding the system the need for continuous adjustment of the welding trajectory. At the end of the tests, the system developed in this paper proved to be able to perform the seam-tracking request in extreme situations.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Quimica. / Made available in DSpace on 2013-06-25T20:21:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 310600.pdf: 1294731 bytes, checksum: bec338c00df0eb33928d910a27f6a02f (MD5) / Na indústria têxtil as operações convencionais de preparação, tingimento e acabamento são responsáveis pela geração de uma grande quantidade de carga poluidora, especialmente pelo elevado consumo de substâncias químicas como álcalis e agentes tensoativos. Para minimizar estes problemas tem-se aplicado tratamentos enzimáticos, os quais são seletivos à ação sobre componentes químicos específicos e ocorrem a baixas temperaturas, na faixa de 60°C. A celulase é uma das enzimas mais utilizadas na indústria têxtil, principalmente nos processos de preparação e acabamento, em especial no biopolimento. No presente trabalho foram investigadas diferentes condições de empacotamento das fibras de algodão, assim como determinada a influência de diferentes pré-tratamentos sobre a ação da celulase. Verificou-se que a escolha adequada do pré-tratamento pode ser uma possível rota para promover o ataque da enzima em situações onde o mesmo é desfavorável, devido ao aumento da resistência por efeitos de empacotamento. Foram investigadas diferentes meadas de fios (OE 12/1, OE 14/1, OE 16/1, penteado 13/1 e cardado 16/1), verificando-se um aumento da ação enzimática após o tratamento com vapor, onde o fio penteado 13/1 (0,98 µmol.mL-1 de Açúcares Redutores Totais (ART) liberados) apresentou uma maior ação da enzima, seguido pelo fio cardado 16/1 (0,94 µmol.mL-1 de ART liberados). Para os fios OE 12/1 e OE 14/1, a condição de maior atuação enzimática, medida pela formação de ART, foi na ausência de pré-tratamento, onde se observou uma liberação de ART após 60 min. de reação de 0,86 e 0,95 µmol.mL-1, respectivamente. A avaliação do biopolimento em bobinas mostrou que a condição que apresentou menor pilosidade, alongamento, força máxima de ruptura, torção, grau de polimerização e a maior concentração de ART liberados foi para o fio OE 16/1 pré-tratado com vapor por 15 minutos e biopolido com celulase (Quimilase BP). Observou-se encolhimento em todas as amostras de fios analisadas, sendo o maior encolhimento observado no branco do fio penteado 13/1 pré-tratado com Inchamento 24 horas, seguido pelas amostras de branco sem pré-tratamento dos fios OE 14/1 e penteado 13/1. Nas análises dos cordéis observou-se que os tratamentos enzimáticos precedidos por pré-tratamentos de vapor para os fios 24/1 auxiliam na minimização dos efeitos de variação dimensional em comparação aos não tratados. Na avaliação do DP dos cordéis (cardado e penteado) observou-se que cordéis de título 24/1 apresentaram maior grau de polimerização que os 30/1. A análise estatística dos resultados dos cordéis mostrou que o maior ataque enzimático foi obtido quando se tratou com Quimilase BP o cordel de fio cardado 30/1 pré-tratado com vapor 15 minutos Foi observada uma influência do grau de empacotamento da fibra, sendo que de acordo com as condições de pré-tratamento dos substratos podem-se obter diferentes acessibilidades da enzima à fibra, mostrando assim a importância em se adaptar as condições de biopolimento de acordo com os substratos e processos. / In the textile industry, conventional operations such as cleaning, dyeing and finishing are responsible for generating a large amount of pollutant, especially due to a high use of chemical substances such as alkalis and surfactant. To minimize these problems has been applied enzymatic treatments, which are selective for action on specific chemical components and occur at low temperatures in the range of 60 ° C. One of the most widely used enzymes in the textile industry is cellulase which acts mainly in the preparation and finishing, especially in the biopolishing. In the present work we investigated different packing conditions of cotton fibers, and determined the influence of different pretreatments on the action of cellulase. It was found that choosing the appropriate pretreatment may be in a possible route to promote the attack of the enzyme in situations where it is disadvantageous due to increased resistance to the effects of packaging. We investigated different yarn, OE 12/1, OE 14/1, OE 16/1, Combed 13/1 and Carded 16/1, and found an increase in the enzymatic activity after treatment with steam, where the Combed yarn 13/1 (0.98 µmol.mL-1 glucose released) presented an increase in the enzyme action, followed by Carded yarn 16/1 (approximately 0.94 µmol.mL-1 glucose released). For the OE 12/1 and OE 14/1 yarn, the condition of higher enzyme activity, measured by the formation of glucose, was in the absence of pre-treatment, where there was a release of glucose in the reaction medium after 60 min. of 0.86 and 0.95 µmol.mL-1, respectively. The evaluation of the biopolishing in bobbin showed wich the condition with the lowest hairiness, elongation, force of rupture, torsion, degree of polymerization and the largest concentration of glucose was released to the yarn OE 16 / 1 pre-treated with steam for 15 minutes and biopolish with cellulase (Quimilase BP). Shrinkage was observed in all yarn samples analyzed, and the greater shrinkage observed in white combed yarn 13/1 pre-treated with swell 24 hours, with the blank samples without pre-treatment of OE yarn 14/1 and combed yarn 13/1. In the analysis of the twine was observed that the enzymatic treatments preceded by pre-treatments of steam to yarns 24/1 was helped in minimizing the effects of dimensional variation compared to the untreated. In the analysis of the degree of polymerization (DP) of the twine (carded and combed) was observed that twines with title 24/1 had a higher DP that the 30/1. The statistical analysis of the twines results showed that the greater enzymatic attack was obtained when the twine of carded yarn 30/1 was treated with Quimilase BP and pre-treated with steam 15 minutes. We observed an influence of the fiber degree of packaging, and according to the conditions of substrates pre-treatment, can obtain different enzyme accessibility of the fiber thus showing the importance to adapt the biopolishing conditions according with the substrates and processes.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos, Florianópolis, 2013 / Made available in DSpace on 2013-12-06T00:03:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 319074.pdf: 26761206 bytes, checksum: 1187f35ab1b629a94fca7e10d7a37ec8 (MD5) Previous issue date: 2013 / O biodiesel é um combustível renovável e sua produção encontra-se em crescimento, tendo como consequência a geração de subprodutos como a glicerina bruta. Visando reduzir problemas ambientais por acumulação de glicerina e tornar a produção de biodiesel mais rentável, utilizou-se glicerina bruta, glicerina loira e glicerina bi-destilada derivadas da produção de biodiesel, de indústrias nacionais, como substratos para a obtenção de bioprodutos de maior valor agregado. Monascus ruber é um fungo filamentoso que produz pigmentos, principalmente vermelhos, os quais são utilizados para a coloração de alimentos como arroz, vinho e produtos cárneos. Os corantes são considerados essenciais na indústria de processamento de alimentos e devido ao aumento da restrição do uso de corantes sintéticos, aumentou o interesse no desenvolvimento de pigmentos de fontes naturais. Verificou-se que as glicerinas bruta, loira e bi-destilada são substratos para o crescimento do Monascus ruber e para a produção de pigmentos em placas, frascos de Erlenmeyer aletados e biorreator. Os fatores como a morfologia do fungo, o pH do meio, a aeração, a fonte de nitrogênio e a concentração de substrato influenciaram na produção dos pigmentos, que é parcialmente associada ao crescimento do microrganismo. Em ensaios em biorreator utilizando glicerina bruta, sem tratamento prévio, foram observados: produção de 4,60 g/L de biomassa; 7,03 UA510 de pigmento vermelho; produtividade média de 0,117 UA510/h; YX/G de 0,20; YP/X de 1,60; µx de 0,044 h-1 e µP de 0,078 UA510/g.L. Observou-se inibição no crescimento e na produção de pigmentos em placas e frascos aletados em condições de iluminação direta e maior crescimento e produção de pigmentos em condições de ausência de luz e de menor iluminância. Verificou-se velocidade de crescimento radial do Monascus ruber em placas na ausência de luz de 1,50 mm/dia e em iluminação direta de 0,59 mm/dia, o que indica que o fungo apresenta fotorreceptores que influenciam nas respostas fisiológicas. Para aumentar a viabilidade técnica e econômica da obtenção de pigmentos por Monascus mostra-se relevante o estudo do metabolismo e da influência dos fatores em cultivo submerso utilizando substratos alternativos, como a glicerina derivada da produção do biodiesel. <br> / Abstract: Biodiesel is a renewable fuel and its production is growing, resulting in the generation of byproducts such as crude glycerine. In order to reduce environmental problems through accumulation of glycerin and biodiesel production become more profitable was used crude glycerine, blonde glycerine and bi-distilled glycerine derived from biodiesel production as substrates for obtaining molecules with high added value. Monascus ruber is a filamentous fungus that produces pigments, especially red ones, which are used for coloring foods such as rice, wine and meat products. Pigments are considered essential in the food processing industry and due restrictions on the use of synthetic dyes, the interest in developing pigments from natural sources are increasing. It was found that purified and crude glycerine are potencial substrates for pigment production and growth of Monascus ruber on Petri dishes, Erlenmeyer flasks and bioreactor. Factors such as morphology of the fungus, pH, aeration, nitrogen source and substrate concentration influenced the production of pigments, which is partially associated with the growth of the microorganism. In experiments in bioreactor using crude glycerine, without previous treatment, the following results were obtained: production of 4.60 g/L of biomass; 7.03 UA510 of red pigments; productivity of 0.117 UA510/h; YX/G of 0.20; YP/X of 1.60; µx of 0.044 h-1 and µP of 0.078 UA510/g.L. It was observed inhibition of growth and pigment production on Petri dishes and Erlenmeyer flasks exposed to direct illumination and higher growth and pigment production in the absence of light and red light. The radial growth rate of Monascus ruber in plates in the absence of light was 1.50 mm/day and 0.59 mm/day in direct illumination, indicating that the fungus has photoreceptors which influence the physiological responses. To increase the feasibility of obtaining monascus pigments is important to study the metabolism and the influence of factors in submerged cultives using alternative substrates such as glycerine derived from biodiesel production.

Made available in DSpace on 2015-12-10T14:24:47Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-07-31. Added 1 bitstream(s) on 2015-12-10T14:31:02Z : No. of bitstreams: 1 000852082_20161210.pdf: 230591 bytes, checksum: 721ec6c30b85d4ed7418a75bd798b701 (MD5) Bitstreams deleted on 2016-12-12T11:23:45Z: 000852082_20161210.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2016-12-12T11:24:26Z : No. of bitstreams: 1 000852082.pdf: 1311477 bytes, checksum: 528e3eaeba37a63044d2768293cc53b6 (MD5) / Este estudo foi realizado para o rastreio da produção de fitase utilizando resíduos agroindustriais como substrato para fermentação em estado sólido (SSF) e várias cepas fúngicas. A alta produção de fitase foi observada para a maioria dos microrganismos estudados, bem como características muito diferentes actividades bioquímicas, incluindo a valores de pH específicos. As fitases mostrou um comportamento muito distinto de óptimo e estabilidade do pH, os valores ideais de temperatura e estabilidade. A. niger mostrou os maiores valores de atividade enzimática. Enzima liofilizada produzida por A. niger atingiu 8,575 U / g e rendimento de 826,096.50 U / Kg de substrato quando fermentado em farelo de trigo. Portanto, o substrato, bem como a estirpe de microorganismo pode alterar as características bioquímicas da enzima produzida. A alta atividade de fitase e características muito distintas estabelecidas, além do baixo custo de substratos, fazer estes fungos fitases alternativas potenciais para a indústria biotecnológica. / This study was carried out for screening the phytase production using agroindustrial residues as substrate for solid state fermentation (SSF) and several fungal strains. High phytase production was observed for most of the microorganisms studied, as well as very different biochemical characteristics, including activities at specific pH values. The phytases showed very distinct behavior of optimum and stability pH, optimal values of temperature and stability. A. niger showed the higher values of enzyme activity. Lyophilized enzyme produced by A. niger reached 8,575 U/g and yield of 826,096.50 U/Kg of substrate when fermented in wheat bran. Therefore, the substrate as well as the microorganism strain can affect the biochemical character of the enzyme produced. The high phytase activity and very distinct characteristics established, plus the low cost of substrates, make these fungal phytases potential alternatives for biotechnological industry.

Made available in DSpace on 2015-06-17T19:34:02Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-02-03. Added 1 bitstream(s) on 2015-06-18T12:47:33Z : No. of bitstreams: 1 000830636.pdf: 544804 bytes, checksum: 6de3f38335814174d074966a97e95c8f (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / As enzimas são importantes catalisadores de reações biológicas, sendo que as de origem microbiológicas tem recebido atenção especial devido à facilidade de obtenção ou até mesmo na síntese de enzimas geneticamente modificadas. O uso desses catalisadores biológicos na indústria vem aumentando com o avanço de estudos e pesquisas de suas propriedades e melhoramento dos processos em que são empregados. A álcool desidrogenase (ADH) é uma enzima de uso industrial e biotecnológico importante para quantificação de etanol em biocombustíveis e em bebidas, onde, em comparação com outros métodos, têm mostrado ser o mais eficaz. A melhora da estabilidade da enzima é feita pelo processo de imobilização. Alguns métodos de imobilização são mais comumente aplicados devido à facilidade de preparo e/ou imobilização da enzima no suporte, como por exemplo, o suporte alginato-quitosana. Os suportes alginato-quitosana e glixil-agarose foram utilizados neste trabalho para se tentar melhorar a estabilidade da ADH. O objetivo principal deste estudo foi o de encontrar um método mais eficaz para imobilizar a ADH e avaliar sua estabilidade frente a pH, temperatura, variação de concentração de substrato, adição de sais metálicos ao ensaio, entre outros. Os resultados mostraram que houve interferência do pH na estabilidade das esferas de alginato-quitosana impossibilitando seu uso neste ensaio e quando imobilizada em suporte glioxil-agarose apresentou estabilidade maior em maiores temperaturas e pH, mas não demonstrou boa estabilidade quando estocada. / Enzymes are important catalysts of biological reactions, and the microbiological origin has received special attention due to the ease of obtaining or even in the synthesis of genetically modified enzymes. The use of these biological catalysts in the industry is increasing with the advancement of studies and research of its properties and improving processes in which they are employed. The alcohol dehydrogenase (ADH) is an enzyme of industrial use and biotechnological important for quantitation of ethanol in biofuels and beverages, which in comparison with other methods, have shown to be most effective. The improvement of the enzyme stability is made by the immobilization process. Some methods of immobilization are most commonly applied because of the ease of preparation and/or immobilization of the enzyme on the support, for example, alginate-chitosan support. The supports alginate-chitosan and glyoxyl-agarose were used in this study to try to improve the stability of ADH. The aim of this study was to find a more effective method to immobilize the ADH and evaluate its stability against pH, temperature, variation of substrate concentration, addition of metal salts in the assay, among others. The results showed that there was interference of pH on the stability of alginate-chitosan beads precluding their use in this assay and when immobilized on glyoxyl agarose support was more stable at higher temperatures and pH, but showed good stability when stored.

Made available in DSpace on 2015-07-13T12:10:29Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2015-02-27. Added 1 bitstream(s) on 2015-07-13T12:24:13Z : No. of bitstreams: 1 000827083.pdf: 2845300 bytes, checksum: a10a6bf4878453b759ee7bad0b028e37 (MD5) / A investigação biotecnológica acompanhada da aplicação das enzimas, combinada com o uso da engenharia genética tem sido realizada em micro-organismos para a produção de enzimas para fins industriais. Entre estas enzimas, as fitases microbianas, que catalisam a hidrólise do fitato (mio-inositol hexaquisfosfato) a mio-inositol e fosfato inorgânico, têm sido amplamente utilizadas na alimentação animal. Neste contexto, o fungo R. microsporus var. microsporus foi selecionado como bom produtor de fitases, com maiores níveis de produção encontrados na Fermentação por Biofilmes (FB) (261,30 U/mg), utilizando bagaço de cana de açúcar como fonte de carbono adicional. A morfologia do biofilme sobre suporte inerte foi analisada por MEV observando-se múltiplas hifas interligadas formando um conjunto ordenado na presença de inúmeros canais que permitem a troca eficiente de nutrientes e oxigenação. A fitase extracelular obtida foi purificada 4,18 vezes com recuperação de 4,78%, obtendo-se uma única banda de 34 kDa em SDS PAGE 12%. A temperatura ótima de atividade para a enzima purificada foi de 55ºC e o pH ótimo 4,5, sendo estável entre 30 °C e 40 °C por 120 min. Apresentou baixa estabilidade ao pH com atividade residual acima de 50% entre pH 3,0 e 5,0 por 60 min. A fitase foi ativada por íons Ca2+ e inibida por K+. A enzima foi capaz de hidrolisar fitato de sódio (Km de 0,72 mM e Vmax de 94,55 U/mg). O extrato bruto contendo fitase foi seco em Spray Dryer com diferentes adjuvantes (farelo de milho, farelo de soja, fubá, amido e maltodextrina). O farelo de soja possibilitou a maior recuperação da atividade fitásica (60%), assim como o fubá (59,5%). Considerando o uso destes dois adjuvantes, o pH ótimo de atividade para a fitase contida no extrato seco foi 4,5 e 8,5, respectivamente e a temperatura ótima de atividade de 45-50 °C. Quando utilizado fubá, a estabilidade foi mantida... / Biotechnological research, and the application of enzymes in combination with the use of genetic engineering has been carried out in microorganisms for the production of enzymes for industrial purposes. Among these enzymes, microbial phytases, which catalyze the hydrolysis of phytate (myo-inositol hexakisphosphate) to myo-inositol and inorganic phosphate, have been widely used in animal feed. In this context, the fungus R. microsporus var. microsporus was selected as a good producer of the phytase with higher production levels when grown on Biofilm Fermentation (FB) (261,30 U/mg), using sugarcane bagasse as carbon additional source. The morphology of biofilms on inert support was examined by SEM observing interconnected hyphae forming an ordered array in the presence of many channels which enables efficient exchange of nutrients and oxygen. The extracellular phytase was purified 4.18 fold with 4.78% recovery. A single protein band was obtained in 6% PAGE and confirmed by 12% SDS-PAGE as a single protein band with 34 kDa. The optimum temperature for activity was 55 °C and the optimum pH 4.5. It was completely stable at temperatures between 30 °C and 40 °C for 120 min had low pH with a residual activity of over 50% between pH 3.0 and 5.0 for 60 min. The enzyme was activated by Ca2+ and inhibited by Zn2+. The enzyme was able to hydrolyze sodium phytate with a Km=0.72 mM, Vmax= 94.55 U/mg of protein. The crude extract containing phytase was dried using Spray Dryer with different adjuvants. Soybean meal and corn meal allowed the best recovery of phytase activity 60% and 59.5%, respectively. Considering the use of these two adjuvants, the optimum pH of activity for phytase in the dry extract was 4.5 and 8.5, respectively, and the optimum of temperature of 45-50 °C. When used corn meal, the stability was maintained above 90% at pH 2.5-10.0 for 60 min. The dry phytase (corn meal) was applied to the feed...

Made available in DSpace on 2014-08-13T14:50:56Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-02-21Bitstream added on 2014-08-13T17:59:58Z : No. of bitstreams: 1 000768347_20160221.pdf: 161112 bytes, checksum: 81652a09b62d246f4c78fc239ef06ae2 (MD5) Bitstreams deleted on 2016-02-22T11:12:47Z: 000768347_20160221.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2016-02-22T11:13:41Z : No. of bitstreams: 1 000768347.pdf: 885551 bytes, checksum: 3352268d651e4caf0f5c3131e9467935 (MD5) / As lipases, também chamadas de glicerol éster hidrolases, são enzimas que fazem parte do grupo das serina hidrolases, tendo como substrato, triglicerídeos. O modo de ação das lipases assemelha-se ao das esterases, realizando a hidrólise das ligações ésteres-carboxílicas de acilgliceróis, formando ácidos graxos e glicerol. Processos de bioconversão enzimática têm sido bastante utilizados na produção, transformação e valorização de matérias-primas. Avanços na tecnologia enzimática, como a imobilização de enzimas, possibilitaram a modificação das propriedades cinéticas e da estabilidade destas moléculas contribuindo com o aumento no potencial de aplicações das mesmas. O presente trabalho teve por objetivo estudar diferentes métodos de imobilização de lipases em suportes de sílica, bem como os efeitos deste procedimento, visando melhorar a funcionalidade das enzimas e o maior rendimento econômico nos processos industriais. Os métodos de imobilização escolhidos para os estudos foram: adsorção física, ligação covalente e encapsulação. O processo de imobilização de lipase em Celite (adsorção física) foi otimizado levando em conta o pH, porcentagem da concentração enzima:suporte e temperatura ótimos de atividade enzimática. Também se utilizou Celite como suporte para a imobilização de lipase por ligação covalente, onde se obteve os melhores resultados com atividade enzimática 20% a 40 ºC e eficiência de imobilização de 50%. A celite foi ativada com 3-aminopropiltrietoxisilano e glutaraldeído. Por último, foi avaliada a possibilidade de encapsulação da lipase utilizando o precursor tetraetilortossilicato (TEOS). Os resultados obtidos nesta última metodologia não se mostraram satisfatórios. Logo, com os dados obtidos, podemos dizer que uma boa manutenção da atividade catalítica depende do tipo de retenção (química ou física) e da força de interação ... / Lipases, also known as glycerol ester hydrolases , are enzymes that belong to the group of serine hydrolases. The mode of action of lipases is very similar to esterase group, performing the hydrolysis of carboxylic esters of glycerides - forming fatty acids and glycerol. The enzymatic bioconversion processes have been widely used in manufacturing, processing and recovery of raw materials. Advances methodology for immobilization of enzyme have allowed the modification of the kinetic properties and stability of these molecules contributing to the increase in the potential applications of the same. The present work is aimed to study different methods of immobilization of lipases in silica supports, and the effects of this procedure to improve the functionality of enzymes. The immobilization methods chosen for the studies were: physical adsorption, covalent bonding and encapsulation process. The process of immobilization of lipase on Celite (by physical adsorption) was optimized taking into account several parameters such as: pH, the enzyme concentration:support and temperature for enzyme activity. Celite was also used as a support for the immobilization of lipase by covalent bond, where best results were obtained with 20% enzymatic activity at 40 ° C and immobilization efficiency of 50%. The celite was activated with 3-aminopropyltriethoxysilane and glutaraldehyde. Finally, we have studied the possibility of encapsulation of lipase using the precusor tetraethylorthosilicate (TEOS). The results of this last methodology were not satisfactory. These results show that to maintain a good catalytic activity depends on the type of immobilization chose (chemical or physical) and the strength of the interaction between the enzyme and support, which can cause structural distortions in the protein, leading maintenance or a decrease in catalytic activity

Made available in DSpace on 2015-03-03T11:52:31Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2014-07-11Bitstream added on 2015-03-03T12:06:34Z : No. of bitstreams: 1 000806454.pdf: 3577122 bytes, checksum: a8bc681f54e72c78d6b843602e38e315 (MD5) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Com o envelhecimentoda população, os problemas de saúde relacionados à idade aumentam, como osteoartrite e a osteoporose, doenças que afetam articulações e ossos, e muitas vezes exigem cirurgia para aliviar a dor e aumentar a mobilidade, requerendo o uso de biomateriais. Além disso, há também uma busca por próteses ortopédicas devido a acidentes no trânsito e una prática de esportes. O titânio e suas ligas têm se destacado entre os biomateriais metálicos por possuir propriedades adequadas para tal fim. Para este trabalho, foram preparadas ligas de titânio com 19 e 23% em peso de tântalo, utilizando um forno a arco voltaico, e posteriormente as amostras passaram por tratamento térmico de homogeneização, laminação, tratamento térmico de alívio de tensões e tratamentos térmicos em atmosfera de oxigênio com o objetivo de que as amostras fossem dopadas, uma vez que a introdução deste elemento pode melhorar diversas propriedades do titânio. Para caracterizar as amostras, foram efetuadas análises da composição química e de gases, medidas de densidade, difração de raios X (DRX), com análise pelo método de Rietveld, microscopias óptica (MO) e eletrônica de varredura (MEV), com microanálises via Espectroscopia de Energia Dispersiva (EDS). Também foram efetuadas medidas de microdureza e módulo de elasticidade, com a finalidade de estudar o efeito de oxigênio em algumas propriedades mecânicas das ligas. Os resultados de composição química e EDS mostram que as ligas possuem boa qualidade. Os difratogramas de Raios X apresentaram estrutura hexagonal compacta para todas as amostras estudadas, corroborando com as micrografias, onde foi possível observar a formação de agulhas, características da fase ?' (matensítica). A liga com 23% em peso de Tântalo apresenta uma dureza maior do que a liga com 19% em peso de tântalo. As variações nos valores da dureza das ligas foram atribuídas ao processamento... / With the population aging, health related to increasing age, such as osteoarthritis and osteoporosis, diseases that affect the joints and bones, and often require surgery to relieve pain and increase mobility, requiring the use of biomaterials. In addition, there is also a search for orthopedic prostheses due to traffic accidents and sports. Titanium and its alloys have been highlighted among metallic biomaterials because have suitable properties for the purpose. For this study, were prepared titanium alloys with 19 and 23% in weight of tantalum, using an arc-furnace, and after the samples have undergone by homogenization heat treatment, cold rolling, solubilization heat treatment, and heat in oxygen atmosphere in order to doping the samples, since the introduction of this element can improve various properties of titanium. To chacarcterize the samples, were performed analysis of chemical and gas composition, density, X-ray diffraction (XRD) with Rietveld analysis, optical microscopy (OM) and scanning electron microscopy (SEM), with microanalysis by Energy Dispersive Spectroscopy (EDS) measurements. Microhardness and elastic modulus measurements were also made, in order to study the effect of oxygem on some mechanical properties of the alloys. The results of the chemical composition and EDS showed that the alloys have good quality. The X-ray diffraction showed hexagonal compact structure for all samples, where could be observed the formation of needles, characteristics of phase ?' (martensite). The alloy with 23 wt% of tantalum has higher hardness than the alloy with 19 wt% of tantalum. The variations in hardness values of the alloys were atributed to processing; it is not possible to observe variations in the values due to the addition of oxygen. The values of elastic modulus did not change due to the increase in the concentration of tantalum, oxygen addition and processing, remaining constant

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Departamento de Biologia Celular, Laboratório de Enzimologia, Programa de Pós-Graduação em Biologia Molecular, 2013. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2013-07-23T11:15:58Z No. of bitstreams: 1 2013_BrendaRabellodeCamargo.pdf: 1629534 bytes, checksum: 5c3f05b33b886b1d1c691fe38f9dab93 (MD5) / Approved for entry into archive by Leandro Silva Borges(leandroborges@bce.unb.br) on 2013-07-24T17:51:04Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_BrendaRabellodeCamargo.pdf: 1629534 bytes, checksum: 5c3f05b33b886b1d1c691fe38f9dab93 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-07-24T17:51:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_BrendaRabellodeCamargo.pdf: 1629534 bytes, checksum: 5c3f05b33b886b1d1c691fe38f9dab93 (MD5) / A busca por fontes de combustíveis renováveis tem ocupado o centro de discussões em função da necessidade da redução da poluição proveniente da queima de combustíveis fósseis e a uma adequação da matriz energética atual. No Brasil, a proposta é utilizar biomassa vegetal para a produção de bioetanol de segunda geração produzido a partir de resíduos agroindustriais (bagaço e palha de cana de açúcar e piolho de algodão), sendo que uma das etapas limitantes para esse fim é a hidrólise desta biomassa para produção de açúcares fermentáveis. A linhagem de Clostridium thermocellum (Isolado B8) isolada de rúmen de caprinos da raça Moxotó foi caracterizada como capaz de hidrolisar as biomassas citadas e de secretar enzimas e complexos enzimáticos (celulossomas) com atividade de carboximetilcelulase (CMCase) e xilanase. Estas atividades foram detectadas nos sobrenadantes das culturas e também nas frações de proteínas celulossomais, eluídas do substrato residual (FES) e recuperadas do sobrenadante por adsorção a celulose cristalina (FEC).. A fração de proteínas celulossomais eluídas dos substratos palha de cana de açúcar, bagaço de cana-de-açúcar e piolho de algodão, denominadas FES, apresentaram valores mais significativos de atividade de CMCase na faixa de pH de 5,0 a 7,0 e de xilanase de 6,0, e valores de temperatura ótima na faixa entre 65°C e 70°C para CMCase e xilanase. A fração de proteínas celulossomais de palha de cana apresentaram uma média de 80% de retenção da sua atividade de xilanase e CMCase quando incubadas a 70°C por 6 horas. As amostras FEC e FES das fontes de carbono utilizadas apresentaram perfis semelhantes de bandas protéicas pela análise de atividade em gel, sendo observadas 6 bandas com atividade de CMCase e 7 bandas com atividade de xilanase. As amostras FES das diferentes fontes de carbono fracionadas em coluna de exclusão molecular apresentaram perfis cromatográficos diferentes com relação ao volume de eluição dos picos protéicos com massa molecular estimada acima de 2 MDa, e em análise por DLS (Espalhamento de luz dinâmica) foi estimado uma proteína com a massa estimada de 6,5MDa para a amostra de bagaço de cana e palha de cana. Duas proteínas presentes na fração de palha de cana foram identificadas por espectrometria de massa: a proteína estrutural (CipA) e a exoglucanase (CelS). Estes resultados indicam o potencial de utilização do isolado B8 como fonte de atividades enzimáticas holocelulolíticas com propriedades cinéticas adequadas para aplicação industrial.O isolado B8 secreta celulossoma quando cultivado em diferentes fontes de carbono e estes apresentam constituições distintas podendo contribuir para o desenvolvimento de processo industrial para hidrólise enzimática destes resíduos. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / The search for sources of renewable fuels has been at the center of discussions around the need of reducing pollution from the burning of fossil fuels and the adequacy of current energy matrix. In Brazil, the proposal is to use biomass for the production of second generation bioethanol produced from agricultural and industrial waste (sugar cane straw and bagasse,and cotton louse), and one of the limiting steps for this purpose is the hydrolysis of this biomass for production of fermentable sugars. The strain of Clostridium thermocellum (Isolated B8) isolated from the rumen of Moxotó goats was characterized as capable of hydrolyzing the biomass cited and secrete enzymes and enzyme complexes (Cellulosomes) with carboxymethylcellulase activity (CMCase) and xylanase. These activities were detected in the culture supernatants and also in cellulosomal protein fractions, eluted from the residual substrate (FES) and recovered from the supernatant by adsorption crystalline cellulose (FEC). The fraction eluted cellulosomal protein substrates of sugar cane straw, sugar cane bagasse and cotton louse, called FES, showed more significant CMCase activity at pH 5.0 to 7.0 and xylanase of 6.0 and optimum temperature values in the range between 65°C and 70°C for CMCase and xylanase. The protein fraction cellulosomal of straw showed a mean 80% retention of its CMCase and xylanase activities when incubated at 70°C for 6 hours. Samples FEC FES from the carbon sources used showed similar profiles of protein bands by activity gel analysis, were observed 6 bands with CMCase activity and 7 bands with xylanase activity. The samples FES of different carbon sources fractionated on a column of molecular exclusion showed different chromatographic profiles with respect to the elution volume of the protein peaks with estimated molecular weight above 2 MDa. Pooled fractions analyzed by DLS (dynamic light scattering) peaks were detected consisting of high molecular weight proteins, with the estimated mass of 6.5 MDa for the sample of bagasse and cane straw. Two proteins present in the fraction of straw were identified by mass spectrometry: the structural protein (CipA) and exoglucanase (CelS). These results indicate the potential use of isolated B8 as a source of xylanases and CMCases activities with kinetic properties suitable for industrial applying. The isolated B8 releases cellulosome when grown on different carbon sources and these have different constitutions and could contribute to the development of industrial processes for Enzymatic hydrolysis of these residues.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Departamento de Biologia Celular, Programa de Pós-Graduação em Biologia Molecular, 2013. / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2013-07-25T13:26:24Z No. of bitstreams: 1 2013_GilvanCaetanoDuarte.pdf: 4660619 bytes, checksum: ebcfd427e9b15fe76b95d88e4051d7f7 (MD5) / Approved for entry into archive by Leandro Silva Borges(leandroborges@bce.unb.br) on 2013-07-25T21:05:10Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_GilvanCaetanoDuarte.pdf: 4660619 bytes, checksum: ebcfd427e9b15fe76b95d88e4051d7f7 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-07-25T21:05:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_GilvanCaetanoDuarte.pdf: 4660619 bytes, checksum: ebcfd427e9b15fe76b95d88e4051d7f7 (MD5) / Piolho de algodão sujo, piolho de algodão limpo e pó de filtro são resíduos da indústria têxtil e representam fontes de matérias-primas renováveis com elevados percentuais de holocelulose. A degradação destes resíduos requer a atividade de holocelulases produzidas por Aspergillus oryzae, reconhecido pelos elevados títulos de hemicelulases, especialmente xilanases, quando cultivado em biomassa lignocelulósica residual como fonte de carbono. Este trabalho objetivou utilizar os resíduos da indústria têxtil no cultivo submerso de A. oryzae e produção de holocelulases, além de purificar, caracterizar e submeter estas enzimas à hidrólise de substratos lignocelulósicos. A suplementação dos meios de cultivo com os resíduos pré-tratados, (NH4)2SO4 0,16%, e o estabelecimento do período de 6 dias de cultivo aumentaram a produção de xilanases por A. oryzae. Por consequência, uma xilanase (Xyl-O1) de 21,5 kDa foi purificada da fração ultrafiltrado do extrato bruto (EB) de A. oryzae e apresentou atividade catalítica máxima a 50°C e pH 6,0, termoestabilidade a 50°C por 6 h quando em presença de L-cisteína 20 mmol.L-1, especificidade em hidrolisar ligações glicosídicas β(1-4) internas de substratos solúveis, com eficiência máxima de 33% para hidrólise de xilana de bétula e liberação de xilobiose como produto predominante. A partir da fração concentrado do EB de A. oryzae, outras isoenzimas com atividade de xilanase foram purificadas e identificadas como Xyl-O2 (21,5 kDa) e Xyl-O3/Xyl-O4 (35,3 e 33,1 kDa, respectivamente). Em adição, uma endoglicanase (Cel-O1) foi parcialmente purificada e apresentou massa molecular entre 40 e 45 kDa. A caracterização da amostra contendo as isoenzimas Xyl-O3/Xyl-O4 revelou maior atividade catalítica a 60°C e no intervalo de pH 5,0 a 7,0 quando diluídas em tampão tris-HCl. A amostra ainda permaneceu 100% termoestável a 40°C por 24 h. As holocelulases produzidas por A. oryzae apresentaram maior atividade de hidrólise sobre o bagaço de cana-de-açúcar explodido a vapor, com 0,398 mg.mL-1 de açúcar redutor (AR) liberado. As amostras enzimáticas de ultrafiltrado do EB de A. oryzae e de Xyl- O1 purificada promoveram a hidrólise das polpas de celulose (PC), com 0,168 mg.mL-1 de AR liberado pela amostra Xyl-O1 purificada sobre a PC branca. A liberação de cromóforo a 237 nm e do produto xilobiose resultaram da atividade das amostras enzimáticas sobre as PC. A. oryzae cultivado em resíduos da indústria têxtil produziu elevados títulos de hemicelulases, principalmente xilanases. A caracterização enzimática destas isoenzimas, purificadas ou parcialmente purificadas, revelaram propriedades catalíticas que as tornam alvos potenciais de aplicação nas biorefinarias. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Dirty cotton, clean cotton and filter powder are textile residues and represent sources of renewable raw materials with high percentages of holocellulose. The degradation of these residues requires the holocellulase activities produced by Aspergillus oryzae recognized by high titers of hemicellulases, xylanases especially when grown on lignocellulosic biomass waste as a carbon source. This study aimed to use the textile industry residue in submerged cultivation of A. oryzae and production of holocelulases. In addition, purify and characterize these enzymes undergo hydrolysis of lignocellulosic substrates. Supplementation of culture medium with the pretreated residues, 0.16% (NH4)2SO4 and setting the period of 6 days cultivation increased the production of xylanases by A. oryzae. Consequently, a xylanase (Xyl-O1) of 21.5 kDa was purified from ultrafiltrate fraction of A. oryzae crude extract (CE) and showed maximal catalytic activity at 50°C and pH 6.0. It was thermostable at 50°C for 6 h in the presence of 20 mmol.L-1 L-cysteine. Xyl-O1 showed specificity in hydrolyze the internal glycosidic bonds β(1-4) in soluble substrates, with maximum efficiency of 33% for the hydrolysis of birchwood xylan and release of xylobiose as the predominant product. From the concentrated fraction of A. oryzae CE, other isoenzymes with xylanase activity were purified and identified as Xyl-O2 (21.5 kDa) and Xyl-O3/Xyl-O4 (35.3 and 33.1 kDa respectively). In addition, an endoglucanase (Cel-O1) was partially purified and presented molecular weight between 40 and 45 kDa. The characterization of the sample containing Xyl- O3/Xyl-O4 isoenzymes showed a higher catalytic activity at 60°C and in the pH range from 5.0 to 7.0 when diluted in Tris-HCl buffer. The sample still remained 100% thermostable at 40°C for 24 h. The holocellulases produced by A. oryzae showed greater activity on the hydrolysis of steam-exploded sugarcane bagasse, with 0.398 mg.mL-1 of reducing sugar (RA) released. Enzymatic samples of ultrafiltrate from A. oryzae CE and purified Xyl-O1 promoted hydrolysis of paper pulps (PP), with 0.168 mg.mL-1 of RA released by purified Xyl-O1 on white PP. The release of chromophore at 237 nm and xylobiose product resulted from the enzymatic activity of the samples on the PP. A. oryzae grown in the textile industry waste produced high titers of hemicellulases, mainly xylanases. The enzymatic characterization of these enzymes purified or partially purified revealed catalytic properties which make them potential targets for application of the biorefineries.