Dissertação(mestrado) - Universidade Federal do Rio Grande, Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciência de Alimentos, Escola de Química e Alimentos, 2010. / Submitted by Caroline Silva (krol_bilhar@hotmail.com) on 2012-08-14T19:32:49Z No. of bitstreams: 1 guilherme.pdf: 1455874 bytes, checksum: ee339bbda3653f3a5e0cc12b76b0c6e0 (MD5) / Approved for entry into archive by Bruna Vieira(bruninha_vieira@ibest.com.br) on 2012-12-02T12:34:28Z (GMT) No. of bitstreams: 1 guilherme.pdf: 1455874 bytes, checksum: ee339bbda3653f3a5e0cc12b76b0c6e0 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-12-02T12:34:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 guilherme.pdf: 1455874 bytes, checksum: ee339bbda3653f3a5e0cc12b76b0c6e0 (MD5) Previous issue date: 2010 / O despejo de efluentes industriais contendo corantes é um grave problema ambiental, tanto para a vida aquática quanto para a saúde pública. Com o intuito de remover estes corantes dos efluentes, a adsorção é uma técnica de fácil execução e extremamente viável, principalmente quando envolve o uso de bioadsorventes. Um potencial bioadsorvente para a remoção de corantes é a quitosana, pois, pode ser obtida de matérias-primas renováveis e de baixo custo. O objetivo deste trabalho foi utilização do biopolímero quitosana para a adsorção de três corantes alimentícios: azul brilhante, amarelo tartrazina e amarelo crepúsculo. O estudo foi realizado mediante a comparação da quitosana com adsorventes comerciais, construção das isotermas de equilíbrio, determinação dos parâmetros termodinâmicos, definição de condições ótimas do processo, cinética, mecanismos e natureza da adsorção. A quitosana foi mais eficiente que o carvão ativado, terra ativada e terra diatomácea na remoção dos três corantes estudados, preferencialmente em pH ácido alcançando percentuais de remoção de até 90%. O modelo de Langmuir foi mais adequado para representar as isotermas de equilíbrio, sendo que as capacidades máximas de adsorção na monocamada obtidas a 298 K foram 1134 mg g-1, 1684 mg g-1 e 1977 mg g-1 para os corantes azul brilhante, amarelo tartrazina e amarelo crepúsculo respectivamente. Valores negativos de entalpia (-51,7 a -34,2 kJ mol-1), entropia (-0,14 a -0,10 kJ mol-1 XIII K-1) e energia livre de Gibbs (-8,52 a -2,24 kJ mol-1) mostraram que o processo de adsorção de todos os corantes foi exotérmico, espontâneo e favorável. Os corantes, amarelo tartrazina e amarelo crepúsculo apresentaram comportamento similar, e desta maneira apenas o corante amarelo crepúsculo foi utilizado para a otimização do processo. As condições ótimas de processo foram pH 3, 60 minutos e 150 rpm para o corante azul brilhante, e pH 3, 60 minutos e 50 rpm para o corante amarelo crepúsculo obtendo-se capacidades de adsorção de 210 mg g-1 e 295 mg g-1, respectivamente. Os modelos de pseudo-segunda ordem e Elovich foram os mais adequados para representar a cinética de adsorção para todos os corantes, obtendo-se 85% da capacidade máxima de adsorção em 40 minutos. O processo de adsorção ocorreu simultaneamente por difusão no filme e difusão intrapartícula, sendo que um aumento na taxa de agitação causou uma diminuição na resistência à transferência de massa no filme, sendo este mecanismo o limitante do processo. A adsorção dos corantes foi de natureza química, devido a interações eletrostáticas dos grupamentos amino e hidroxila da quitosana com os grupamentos sulfonados dos corantes. / The disposal of industrial effluents containing dyes is a serious environmental problem, for aquatic biota and public health. Adsorption is an alternative method used in order to dye removal from effluents, due to simplicity and high efficiency, mainly when involves bioadsorbents. Chitosan is a bioadsorbent used in order to removal dyes from effluents in adsorption systems, due its high adsorption capacities and low-cost materials obtained from natural resources. In this work adsorption of food dyes acid blue 9, FD&C yellow n°5 and food yellow 3 onto chitosan was studied. The research was carried out in following steps: Chitosan comparison with commercial adsorbents; isotherm and thermodynamic analysis; process optimization; Kinetic, mechanisms and nature of adsorption process. Chitosan was more efficient in relation activated carbon, diatomaceous earth and activated earth for all dyes removal, mainly in acid mean, reaching 90% of dye removal. The Langmuir model showed the best fit with equilibrium experimental data, being that maximum adsorption monolayer obtained at 298 K were 1134 mg g-1, 1684 mg g-1 e 1977 mg g-1 for acid blue 9, FD&C yellow n°5 and food yellow 3, respectively. Negative values of enthalpy (-51,7 a -34,2 kJ mol-1), entropy (- 0,14 a -0,10 kJ mol-1 K-1) and Gibbs free energy (-8,52 a -2,24 kJ mol-1) showed that adsorption was exothermic, spontaneous and favorable. Optimal process conditions were pH 3, 60 min and 150 rpm for acid blue 9, and pH 3, 60 min and 50 rpm for food yellow 3, obtaining adsorption capacities 210 mg g-1 and 295 mg g-1, respectively. For all dyes pseudo-second order and Elovich models showed best fit with kinetics experimental data, being that 85% of maximum adsorption capacity was reached in 40 min. Film and intraparticle diffusion occurred simultaneously in adsorption process, being that stirring rate increase caused a decrease in film mass transfer resistance. Film diffusion was the rate limiting step in adsorption process. Adsorption process occurred thought electrostatic interactions between sulfonated groups of the dyes and chitosan amino and hydroxyl groups.

Dissertação(mestrado) - Universidade Federal do Rio Grande, Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciência de Alimentos, Escola de Química e Alimentos, 2009. / Submitted by Caroline Silva (krol_bilhar@hotmail.com) on 2012-09-04T20:16:38Z No. of bitstreams: 1 20090708- dissertaojefersonpiccin.pdf: 1210293 bytes, checksum: 85497c428ae6de8e628041a39db023e5 (MD5) / Approved for entry into archive by Bruna Vieira(bruninha_vieira@ibest.com.br) on 2012-09-22T17:13:20Z (GMT) No. of bitstreams: 1 20090708- dissertaojefersonpiccin.pdf: 1210293 bytes, checksum: 85497c428ae6de8e628041a39db023e5 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-09-22T17:13:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 20090708- dissertaojefersonpiccin.pdf: 1210293 bytes, checksum: 85497c428ae6de8e628041a39db023e5 (MD5) Previous issue date: 2009 / Uma preocupação das indústrias de alimentos atualmente, diz respeito à geração de resíduos provenientes do processamento das matérias-primas. Estudos têm sido realizados no sentido de encontrar um destino adequado para os resíduos gerados pelas indústrias, de modo que as agressões ao meio ambiente sejam cada vez mais reduzidas. Neste contexto, a utilização de quitina, substância encontrada nos exoesqueletos de insetos, carapaças de crustáceos e parede celular de fungos, para a produção de quitosana vem sendo estudada há vários anos. O objetivo do presente trabalho consistiu no estudo do processo de obtenção da quitosana a partir de resíduos de camarão e sua aplicação como adsorvente do corante alimentício FD&C Vermelho n° 40, através da construção das isotermas de equilíbrio, cinética de adsorção, determinação dos parâmetros termodinâmicos, verificação da natureza e dos mecanismos do processo de adsorção. As análises de erro demonstraram que o modelo de isoterma de Langmuir foi mais apropriado para descrever os dados experimentais, sendo que a máxima adsorção na monocamada observada quando o pH de equilíbrio foi de 6,6, temperatura 35°C, tamanho de partícula de 0,10±0,02 mm, e grau de desacetilação 84±3% foi de 529 mg g-1. Valores negativos da entalpia (-112,7 kJ mol-1), entropia (-0,338 kJ mol-1 K-1) e Energia livre de Gibbs (-15,6 a 1,0 kJ mol-1) demonstraram que o processo de adsorção é exotérmico, espontâneo, favorável, e que a desordem do sistema diminui durante o processo de adsorção. O modelo cinético de Elovich e modelo de pseudo-segunda ordem foram os mais adequados para descrever as cinéticas de adsorção, sendo que a difusão no interior da partícula, na maioria dos casos, é o mecanismo que controla o processo de adsorção. Em condições ácidas (pH = 5,7) mais de 90% da capacidade de adsorção foi atingida em menos de 20 min. Nestas condições foi observado que a natureza do processo de adsorção é química, devido às interações entre os grupamentos aminas protonados da quitosana e o grupo sulfonado do corante. Estes resultados demonstraram que a quitosana é um promissor adsorvente de corantes alimentícios, em especial o corante alimentício FD&C Vermelho n° 40. / A current foods industries concern says respect at wastes generation of the raw materials processing. Studies are being accomplished in the sense of finding an appropriate destiny for the industrial wastes, for the environments aggressions reduction. Therefore, the use of chitin, substance found in the exoskeletons of insects, shells of crustaceans, and fungal cell walls, for chitosan production has been studied at various years. The aim of the present work was the study of production process of chitosan from shrimp wastes and your application in the adsorption of food dye FD&C Red n° 40, through the techniques of equilibrium isotherm and adsorption kinetic, determination of the thermodynamic parameters, verification of the nature and mechanisms of the adsorption process. Error analysis demonstrated that the Langmuir isotherm model was most appropriate for describing the experimental data, and the maximum monolayer adsorption value has been found to be 529 mg g-1, at pH 6.6, temperature 35°C, particle size range 0.10±0.02 mm, and deacetylation degree 84±3%. Negative enthalpy (-112.7 kJ mol-1), entropy (-0.338 kJ mol-1 K-1) and Gibbs free energy (-15.6 to 1.0 kJ mol-1) values demonstrated that the adsorption process is exothermic, spontaneous, favorable, and that randomness of the system decreases during the adsorption process. The Elovich and pseudo-second order kinetics models were most appropriate to describe the adsorption kinetics, and the intraparticle diffusion, in most of the cases, was adsorption mechanism that control the process. In acid conditions (pH = 5.7) more than 90% of the adsorption capacity were reached in less than 20 min. In these conditions was observed that the chemical adsorption process nature, due the interactions between the chitosan protonated amino group and the dye sulphonic group. These results demonstrated that the chitosan is a promising adsorbent of food dyes, especially the food dye FD&C Red n° 40.

Orientador: Nelson Eduardo Duran Caballero / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-15T20:41:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lemes_AnaPaula_D.pdf: 6763336 bytes, checksum: afc8ad12883dd3f1af509e8d8d714b8e (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Esse trabalho avaliou o efeito da adição de nanotubos de carbono de paredes múltiplas (NTC) nas propriedades térmicas e mecânica, morfologia e hidrofobicidade do poli(3-hidroxibutirato-co-3-hidroxivalerato), o PHBV. A adição de nanotubos de carbono poderia implicar em melhora das propriedades do PHBV, um poliéster natural que devido à sua biodegradabilidade e biocompatibilidade possui um grande potencial de aplicação. Assim, nanocompósitos de PHBV/NTC foram produzidos por mistura em solução, seguida de evaporação do solvente. Na produção dos PHBV/NTC, avaliou-se a utilização de banho de ultrassom, processador ultrassônico e a funcionalização dos NTC por reações de oxidação. Primeiramente, foi realizada a caracterização e a funcionalização dos NTC por dois métodos: oxidação com ácido nítrico (HNO3) e oxidação com peróxido de hidrogênio (H2O2), variando-se o tempo de reação. Após oxidação, os NTC foram abreviados como NTCOOH e caracterizados quanto à presença de grupos funcionais em sua superfície e danos causados em sua estrutura. Os NTCOOH obtidos na oxidação com HNO3 mostraram uma maior estabilidade térmica em comparação àqueles obtidos na oxidação com H2O2. A produção de carbono amorfo variou em função do tempo de oxidação para HNO3 e permaneceu constante para H2O2. Não foi verificada diferença significativa na quantificação de hidroxilas, carbonilas e carboxilas na superfície dos NTCOOH. A oxidação com HNO3 3 mol L por 12 horas mostrou-se mais apropriada para a produção dos nanocompósitos de PHBV/NTCOOH. Posteriormente, nanocompósitos de PHBV/NTC e PHBV/NTCOOH com 0,05 % (m/m) de NTC e de NTCOOH, respectivamente, foram produzidos utilizando banho de ultrassom. As análises de DSC mostraram que os NTC e NTCOOH agem como agentes nucleantes no processo de cristalização do PHBV e que o PHBV/NTC e PHBV/NTCOOH possuem o mesmo comportamento térmico. As micrografias de SEM mostraram uma boa adesão interfacial dos NTC e NTCOOH com a matriz de PHBV, e a formação de aglomerados menores no caso dos PHBV/NTCOOH, indicando que a oxidação dos NTC melhorou sua dispersão na matriz de PHBV. Finalmente, nanocompósitos de PHBV/NTC contendo 0,05, 0,50, 1,00, 1,50 e 2,00 % (m/m) de NTC e PHBV/NTCOOH 2,00 % (m/m) foram produzidos, utilizando processador ultrassônico para a dispersão dos NTC. Verificou-se que o efeito nucleante do NTC foi proporcional ao aumento de sua concentração nos PHBV/NTC e que o pequeno aumento de estabilidade térmica (~7 ºC) verificada não variou com a concentração de NTC. A utilização do processador ultrassônico melhorou acentuadamente a dispersão dos NTC nos nanocompósitos e a hidrofobicidade das superfícies dos PHBV/NTC aumentou em função da concentração de NTC. O nanocompósito de PHBV/NTC 1,50 % (m/m) apresentou os melhores resultados nos ensaios mecânicos de tração, com aumento de 48 % no módulo de elasticidade, 49 % na tensão na força máxima e menor perda de alongamento (37 %) em comparação ao PHBV puro. Essas melhorias não foram verificadas para o PHBV/NTC 2,00 % (m/m), mas foram verificadas para PHBV/NTCOOH 2,00 % (m/m), indicando que a oxidação dos NTC permitiu a obtenção de boas propriedades mecânicas para maiores concentrações de NTC. Um resultado muito importante desse trabalho foi a sua baixa adesão a coágulos sanguíneos (baixa Trombogenicidade) verificada para o PHBV/NTC, o que amplia a possibilidade de aplicação desses nanocompósitos na área médica / Abstract: This work has evaluated the effect of addition of multi walled carbon nanotubes (NTC) in the thermal and mechanical properties, morphology and hydrophobicity of poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate), the PHBV. The addition of carbon nanotubes could result in an improvement of PHBV properties, a natural polyester that due to its biodegradability and biocompatibility has an important application potential. Thus, nanocomposites of PHBV/NTC were produced by solution mixing, and then solvent casting. In the production of PHBV/NTC, we have evaluated the use of ultrasonic bath, ultrasonic processor and the functionalization of NTC by oxidation reactions, in the NTC dispersion in the PHBV matrix. First, we have performed the NTC characterization and functionalization by two methods: oxidation with nitric acid (HNO3) and oxidation with hydrogen peroxide (H2O2), at different reaction times. After oxidation, NTC (abbreviated as NTCOOH) were characterized for the presence of functional groups on their surface and the damage of their structure. The NTCOOH obtained from oxidation with HNO3 showed a higher thermal stability compared to those obtained in the H2O2 oxidation. The amorphous carbon production varied with the oxidation time to HNO3 and remained constant for H2O2. There was no significant difference in the quantification of hydroxyl, carbonyl and carboxyl groups on the surface of NTCOOH. The oxidation with HNO3 3 mol L for 12 hours was more suitable for the production of nanocomposites PHBV/NTCOOH. Subsequently, nanocompósitos of PHBV/NTC and PHBV/NTCOOH were produced using ultrasonic bath with 0.05 % (m/m) of NTC and NTCOOH, respectively. The DSC analysis showed that the NTC and NTCOOH act as nucleating agents and that the PHBV/NTC and PHBV/NTCOOH have the same thermal behavior. The SEM micrographs showed a good interfacial adhesion between the NTC and NTCOOH with PHBV matrix, and the formation of smaller agglomerates in the case of PHBV/NTCOOH indicated that oxidation of NTC improved their dispersion in the PHBV matrix. Finally, nanocomposites PHBV/NTC with 0.05, 0.50, 1.00, 1.50 and 2.00 % (m/m) of NTC and PHBV/NTCOOH with 2.00 % (w/w) were produced using ultrasonic processor for the NTC dispersion. It was found that the nucleating effect of NTC was proportional to increase of its concentration in the PHBV/NTC and the small increase observed in the thermal stability (~7°C) did not depended on the concentration of NTC. The use of ultrasonic processor greatly improved the dispersion of NTC in the nanocomposites and the hydrophobicity of the PHBV/NTC increases with increasing concentration of NTC. The nanocomposite of PHBV/NTC 1.50 % (w/w) showed the best results in tensile test, with 48 % increase in elastic modulus of, 49 % in maximum tensile strength and smaller decrease on elongation (37 %) compared to the pure PHBV. These improvements were not observed for PHBV/NTC 2.00 % (m/m) but were observed for PHBV/NTCOOH 2.00 % (m/m), indicating that oxidation of NTC allowed to obtain better mechanical properties for higher concentrations of NTC. A very important result in this work was the low adherence to blood clots (low thrombogenicity) verified for the PHBV/NTC 2.00 % (w/w), which extends the application of these nanocomposites in the medical field / Doutorado / Físico-Química / Doutor em Ciências

O uso indiscriminado dos plásticos tem gerado graves problemas ambientais de acúmulo de material na natureza, poluição das águas, além de ser proveniente do petróleo, um recurso não renovável. Isso tem causado preocupação e, portanto, os cientistas e indústrias vêm buscando alternativas ao uso desses materiais, como por exemplo o emprego de materiais naturais e/ou biodegradáveis e o aproveitamento de subprodutos desperdiçados. O amido é um polímero natural que tem aspectos que o tornam promissor, como sua biodegradabilidade, baixo custo e disponibilidade. Para prolongar a vida útil dos alimentos, investigou-se o amido como matéria prima para a produção de filmes biodegradáveis e revestimentos comestíveis ativos. Além de atuar como barreira a gases e como proteção mecânica, as embalagens também podem carrear substâncias ativas como antioxidantes, antimicrobianos, entre outros. Foi estudado o efeito da incorporação de (0,3; 0,5 e 1,0) g de α-tocoferol/100 g de dispersão filmogênica nas propriedades morfológicas, mecânicas, ópticas, de superfície, de barreira ao vapor d\'água e à luz UV/Visível e antioxidantes dos filmes de amido de semente de jaca. A adição de α-tocoferol aumentou a resistência à tração e o módulo de elasticidade nos filmes com até 0,5% de α-tocoferol. Também aumentou a barreira ao vapor d\'água, possivelmente devido à natureza hidrofóbica do α-tocoferol e ao efeito de tortuosidade causado por ele na matriz polimérica, embora a solubilidade em água não tenha diferido significativamente entre os filmes. O α-tocoferol proporcionou aumento na barreira contra a luz UV, especialmente nos comprimentos de onda entre (200 e 310) nm. A opacidade e o parâmetro de cor b* aumentaram significativamente, o que significa que a incorporação de α-tocoferol tornou os filmes mais opacos e amarelados. A hidrofobicidade da superfície aumentou significativamente (p < 0,05) com adição de α-tocoferol, principalmente no filme com 0,5% de α-tocoferol. A capacidade antioxidante aumentou significativamente com adição de até 0,5% de α-tocoferol. O filme controle (sem α-tocoferol) não apresentou capacidade antioxidante. Concluiu-se que o material de amido de semente de jaca incorporado de α-tocoferol tem potencial para ser usado como revestimento ativo para alimentos com alto teor de gordura. Entre as formulações produzidas, a de 0,5% de α-tocoferol foi a melhor, porque apresentou atividade antioxidante tão boa quanto o filme 1,0% de α-tocoferol e propriedades mais interessantes, como a microestrutural, mecânica, óptica e de superfície. / Indiscriminate use of plastics has been generating environmental problems, like accumulation of materials, water pollution, as well as depleting a non-renewable resource (crude oil). This has been causing concern, therefore scientists and industries are seeking alternatives for these materials, for example, the employment of natural and/or biodegradable materials and the reuse of wasted byproducts. Starch is a natural polymer with many promising aspects, like its biodegradability, low cost and availability. Aiming at prolonging shelf-life of food products, starch has been investigated as a feedstock for development of edible active films and coatings. Besides acting as a barrier against gases and as mechanical protection, packages also may carry active substances (antioxidants, antimicrobials, etc.). The effects of the incorporation of (0.3; 0.5 and 1.0) g α-tocopherol/100 g filmogenic dispersion on the morphological, mechanical, optical, surface, water vapor permeability, barrier to UV/Visible light and antioxidant properties of jackfruit seed starch films were studied. Addition of α-tocopherol increased the tensile strength and the elastic modulus up to 0.5%. It also increased the water vapor barrier, possibly due to α-tocopherol\'s hydrophobic nature and because it caused a tortuosity effect in the polymer matrix, although the film solubility was not significantly affected. α-tocopherol improved the UV light barrier, especially in the wavelengths between (200 and 310) nm. The opacity and the color parameter b* increased significantly, which means that films with α-tocopherol became more opaque and yellowish. Surface hydrophobicity increased with the incorporation of α-tocopherol, especially for the 0.5% α-tocopherol film. The antioxidant activity increased significantly up to 0.5% α-tocopherol. The film without α-tocopherol presented no antioxidant capacity. Therefore, jackfruit seed starch films incorporated with α-tocopherol have potential to be used as edible active coatings for high fat content foods. Between the formulations produced, the one with 0.5% of α-tocopherol was the best, because it presented an antioxidant activity similar to the film with 1.0% of α-tocopherol and superior characteristics, like microstructural, mechanical, optical and surface properties.

Submitted by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2018-03-08T12:52:07Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação_Ana Gracy Oliveira Ribeiro.pdf: 2992880 bytes, checksum: 4e6d8270e0e303c6c4fbf6cedd9d38a6 (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2018-03-08T12:52:21Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação_Ana Gracy Oliveira Ribeiro.pdf: 2992880 bytes, checksum: 4e6d8270e0e303c6c4fbf6cedd9d38a6 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-08T12:52:21Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertação_Ana Gracy Oliveira Ribeiro.pdf: 2992880 bytes, checksum: 4e6d8270e0e303c6c4fbf6cedd9d38a6 (MD5) Previous issue date: 2017-07-17 / FAPEAM - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas / The exoskeleton of crustaceous is one of the main sources of chitin, a biopolymer precursor of chitosan. This work aimed the extraction of chitin from the residues of the Dilocarcinus pagei crab collected in the city of Itacoatiara (AM), and eventually converted to chitosan and also the analysis of the physicochemical properties of the obtained materials. The demineralization step used acid solutions of different concentrations and under different reaction times, in which the condition using acid solution of 0.50 mol L-1 and reaction time of 30 minutes exhibited greater mass loss. Removal of the organic content occurred through the contact of the demineralised remnant with 1.0 mol L-1 NaOH solutions at 70 ° C for different time lengths, where a larger mass loss was observed for the 24-hour period. Chitin was obtained by exposing the deproteinized material to a 0.14 mol L-1 NaClO solution for 8 hours. From the analysis of the final yield of each stage, it was found that the residues of the Amazonian crab is constituted by 78.4 5% CaCO3 and 21.55 % organic matter. Of the organic fraction, 51.93 % (10.99 % of the initial mass of the residues) consists of proteins and lipids, whereas 48.07 % (10.56 % of the initial mass of the residues) consists of an association of chitin and pigments. From this association, 23.95 % (2.53 % of the initial mass of the residues) is formed by pigments and 76.05 % (8.03% of the initial mass of the residues) is formed by chitin. The content of chitin found is similar to that found in the literature for other species of crab. According to X-ray diffraction and thermogravimetric analysis, it was verified that the chitin obtained has diffraction patterns characteristic of the α-chitin crystallographic phase and the obtained chitosan has semi-crystalline structure. The thermal decomposition profile is characteristic of biopolymers, with the existence of non oxidative and oxidative events of mass loss. It was found through Infrared spectroscopy that the degree of deacetylation of the obtained chitosan samples after chitin treatment with 10.0 mol L-1 NaOH solution at 105 º for 60, 90 e 120 minute were between 68.45 % and 81.92 %. / Os exoesqueletos de crustáceos são uma das principais fontes de obtenção de quitina, um biopolímero precursor da quitosana. Este trabalho teve como principal objetivo a extração de quitina do resíduo dos caranguejos Dilocarcinus pagei coletados no município de Itacoatiara (AM) e posterior conversão em quitosana, além de analisar as propriedades físicas e químicas dos materiais obtidos. O tratamento de desmineralização foi realizado empregando soluções de HCl de diferentes concentrações e por diferentes períodos de tempo, no qual o tratamento utilizando a solução ácida de 0,50 mol L-1 e tempo de reação de 30 minutos exibiu maior perda de massa. A remoção do conteúdo orgânico ocorreu através do contato do remanescente desmineralizado com soluções de NaOH de 1,0 mol L-1 à 70 °C por diferentes períodos de tempo, onde foi observado maior perda de massa para o período de 24 horas. A obtenção da quitina ocorreu através da exposição do material desproteinizado com uma solução de NaClO 0,14 mol L-1 por um período de 8 horas. A partir da análise do rendimento final de cada etapa, encontrou-se que os resíduos do caranguejo amazônico são constituídos por 78,45 % de CaCO3 e 21,55 % de matéria orgânica. Da fração orgânica, 51,93 % (10,99 % da massa inicial dos resíduos) é constituída por proteínas e lipídeos, enquanto 48,07 % (10,56 % da massa inicial dos resíduos) é constituída por uma associação de quitina e pigmentos. Dessa associação, 23,95 % (2,53 % da massa inicial dos resíduos) é formada por pigmentos e 76,05 % (8,03 % da massa inicial dos resíduos) é formada por quitina. O conteúdo encontrado de quitina é similar ao encontrado na literatura para outras espécies de caranguejo. Através das técnicas de difração de raios X e análise termogravimétrica, constatou-se que a quitina obtida possui padrões de difração característicos da fase cristalográfica α-quitina e a quitosana obtida possui uma estrutura semicristalina. O perfil de decomposição térmica é característico de biopolímeros, com a existência de eventos não oxidativos e oxidativos de perda de massa. Constatou-se com auxílio da técnica de espectroscopia vibracional na região do infravermelho que o grau de desacetilação das quitosanas obtidas após processamento da quitina em solução 10,0 mol L-1 de NaOH a 105 ºC pelos tempos de 60, 90 e 120 minutos foi de 68,45 % a 81,92 %.

Este presente trabalho teve como objetivo a investigação do desempenho de um biopolímero experimental à base de cálcio, desenvolvido e fornecido por uma empresa americana, na coagulação, floculação e sedimentação da vinhaça bruta como tratamento físico-químico na remoção de carga orgânica e na concentração de compostos fertilizantes no lodo. O estudo do tratamento da vinhaça por meio da aplicação deste biopolímero possibilitaria, hipoteticamente, uma redução significativa da carga orgânica como tratamento inicial da vinhaça, além de concentrar os nutrientes presentes na vinhaça no lodo gerado para uso fertilizante. Foram realizados ensaios com coagulantes convencionais (sulfato ferroso, cloreto férrico e óxido de cálcio) para efeito de comparação entre estes e o biopolímero. Os ensaios de coagulação, floculação e sedimentação foram realizados em escala de laboratório com uso do equipamento Jar Test. Os ensaios foram divididos em três etapas. Na primeira etapa foram realizados ensaios aplicando-se determinadas dosagens de biopolímero e variando-se os tempos de coagulação, velocidades de rotação, além de realizar ou não a mistura lenta após a etapa de coagulação, a fim de verificar se estes parâmetros poderiam otimizar o processo de tratamento com o aplicação do biopolímero. Para segunda etapa do procedimento experimental foram realizados ensaios com os outros coagulantes: óxido de cálcio, sulfato férrico e cloreto férrico. Os ensaios com o cloreto férrico e o sulfato férrico foram realizados nas seguintes condições: velocidade de mistura rápida de 200 rpm por um período de tempo de 30 segundos e velocidade de mistura lenta de 80 rpm por um período de 20 minutos. Já os ensaios com óxido de cálcio foram realizados com apenas velocidade de mistura rápida de 200 rpm variando os períodos de tempo em 1, 5 e 10 minutos. O tempo de sedimentação para separação dos flocos formados foi de 2 horas para todas as etapas. O tratamento com biopolímero experimental apresentou resultados de remoção de matéria orgânica abaixo dos valores esperados, que era na faixa de 60% a 80%. Os resultados limitaram-se a valores de 10% a 35% de remoção de DQO. Porém, a remoção de turbidez atingiu valores elevados, próximos a 90%. Para os compostos relacionados à fertilização NPK (nitrogênio, fósforo e potássio), o tratamento com biopolímero experimental obteve as melhores eficiências de remoção de fósforo (48,3%) e de NTK (17,2%) em relação aos demais coagulantes, porém não apresentou remoção de potássio. Não houve diferença significativa na eficiência de remoção de DQO quando se alteram as condições operacionais de velocidade de agitação. Já o aumento no tempo de agitação diminui a eficiência de remoção de DQO. / This work aimed to investigate the performance of an experimental biopolymer calcium-based, developed and supplied by an American company, on gross vinasse coagulation, flocculation and sedimentation as a physical chemical treatment on organic load removal and on fertilizer compounds concentration in sludge. The study of the vinasse treatment through the application of this biopolymer would allow, hypothetically a significant reduction of the organic load as vinasse initial treatment, besides concentrating the vinasse found nutrients in the sludge created for fertilizer use. Assays were performed with conventional coagulants (ferrous sulfate, ferric chloride and calcium oxide) for comparison between them and the biopolymer. Tests of coagulation, flocculation and sedimentation were carried out in laboratory scale using Jar Test equipment. The experiments were divided in three stages. In the first stage assays were performed applying certain dosages of biopolymer and varying the clotting time, rotational speeds in addition to performing or not performing the slow mixture after the clotting stage in order to check if these parameters could optimize the treatment process with the biopolymer application. For the second stage of the experimental procedure tests were developed with other coagulants: calcium oxide, ferric sulphate and ferric chloride. Tests with ferric chloride and ferric sulphate were performed under the following conditions: fast mixing speed of 200 rpm for a period of 30 seconds and slow mixing speed of 80 rpm for a period of 20 minutes. Considering the assays with calcium oxide, they were carried out using only rapid mixing speed of 200 rpm by varying the time periods at 1, 5 and 10 minutes. The sedimentation time to the formed flakes separation was two hours for all stages. Treatment with experimental biopolymer presented results of removal of organic matter below the expected values, which was in the range 60% to80%. The results limited to values of 10% to 35% of COD clearance. However, the removal of turbidity reached high values near 90%. For compounds related to NPK (nitrogen, phosphorus and potassium) fertilization, the treatment with experimental biopolymer obtained the best efficiency of phosphorus removal (48,3) and TKN removal (17.2%) in comparison with the other coagulants, but showed no removal of potassium. There was no significant difference in COD removal efficiency when the operating conditions of agitation speed are changed. Regarding to the increase in the agitation time, it reduces the efficiency of COD removal.

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Orientador: Marco Antônio Rodrigues Fernandes / Resumo: Os biopolímeros podem combinar a degradabilidade “in vivo” com a boa biocompatibilidade e, desta forma, podem ser usados como agentes encapsulantes com o objetivo de libertarem compostos bioativos. Dentro do grupo dos biopolímeros, os polissacarídeos apresentam vantagens importantes, como alta estabilidade, segurança, hidrofilicidade e biodegradabilidade. Os polissacarídeos têm sido objetos de estudos, apresentando resultados promissores. Este trabalho tem como objetivo, analisar o comportamento de uma matriz biopolimérica a base de amido, quando submetida à radiação ionizante visando seu uso em moldes planares para radioterapia de lesões cutâneas. Foram confeccionadas amostras de matrizes biopoliméricas de amido, constituído de água, amido, glicerina, duas variedades de açúcares na forma de pó, totalmente solúveis em água e produzida através da conversão do amido de milho. Durante o preparo das amostras variou-se as formulações para se obter melhor resistência da película plástica formada. As formações dos filmes de amido, foram realizadas através do método Casting com baixa viscosidade. As amostras foram submetidas à radiação em um acelerador linear clínico (linac) com feixes de raios-X de 10 MV e feixe de elétrons de 4 MeV, 6 MeV, 9 MeV e 12 MeV, e em uma fonte telecobaltoterapia com 1,25 MeV de energia. A dose total de radiação aplicada variou de 20 Gy a 140 Gy, um grupo controle foi mantido sem exposição à radiação. Após o processo de irradiação, foi realizada uma dosime... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Biopolymers can combine "in vivo" degradability with good biocompatibility and, in this way, can be used as encapsulating agents in order to release bioactive compounds. Within the group of biopolymers, polysaccharides have important advantages, such as high stability, safety, hydrophilicity and biodegradability. Polysaccharides has been object of studied, presenting promising results. This work aims to study the properties of biopolymers for use in pharmaceutical applications in the treatment of pathologies and to analyze the behavior of the biopolymer matrix based on starch when submitted to ionizing radiation for its use in planar models for radiotherapy of cutaneous lesions. An extensive bibliographic research was carried out aiming to understand the characteristics, properties and applications of the biopolymers in the health area, having as starch the base of the polymer matrices. Samples of biopolymeric were made matrices, consisting of water, starch, glycerin, two sugar varieties in the form of powder, totally soluble in water and produced through the conversion of corn starch were made. During the preparation of the samples the formulations were varied to obtain better resistance of the plastic film formed. The formations of the starch films were carried out using the casting method with low viscosity. The samples were subjected to radiation in a clinical linear accelerator (linac) with x-ray beams of 10 MV and electron beam of 4 MeV, 6 MeV, 9 MeV and 12 MeV, and in ... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Made available in DSpace on 2016-05-02T13:54:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 RosangelaZampero-dissertacaocompleta.pdf: 820803 bytes, checksum: ec31de7b8b2d172d25dda29c7917c9ef (MD5) Previous issue date: 2011-12-09 / The use of biopolymers extracted from plants in the clotting process has several advantages compared with chemical salts. Among the advantages: low cost and variation in the nature of the alkalinity of the water in the process, because the sludge generated after treatment has lower volume compared with the sludge generated with the use of chemical constituents. The specific study of wastewater generated in the industry of glass quenching calls attention to the high rate of waste sludge. The effluent is a major concern regarding the disposal or reuse. In this case, the hardening process studied uses 110,000 liters of water per month, which generates 40 tons / month of solid waste and consequently large volumes of wastewater. During the study the objective was to check the behavior of Moringa oleifera seeds as natural coagulant in the effluent liquid from the glass industry and water reuse in the process. / O uso de biopolímeros extraídos de vegetais no processo de coagulação tem várias vantagens em comparação com os sais químicos. Dentre as vantagens, destaca-se o baixo custo e o fato que não existe variação na natureza da alcalinidade da água no processo, pois o lodo gerado após tratamento apresenta menor volume quando comparado com o lodo gerado com uso de constituintes químicos. O estudo dos efluentes líquidos gerados na indústria de têmpera de vidros chamou a atenção pelo alto índice de lodos residuais. Este efluente é a grande preocupação quanto ao seu descarte ou reuso. Neste caso, o processo de têmpera estudado utiliza 110 mil litros de água por mês, que gera 40 ton./mês de efluentes sólidos e consequentemente grande volume de efluente líquido. No decorrer do estudo objetivou-se verificar o comportamento das sementes de Moringa oleifera como coagulante natural no efluente líquido da indústria de vidros e reuso da água no processo.

Este trabalho aborda o estudo de modelos constitutivos a fim de analisar o comportamento mecânico de um biopolímero derivado de óleo de mamona (Ricinus communis). A importância deste trabalho se dá ao fato de: servir como roteiro de ensaio de materiais poliméricos; completar caracterização do material estudado além do regime viscoelástico, bem como aplicação da análise do comportamento do material além do regime viscoelástico linear. A aplicação dos modelos avaliados via Método dos Elementos Finitos (MEF) exigiu o levantamento das propriedades e do comportamento mecânico do biopolímero, bem como a preparação dos ensaios, com as devidas especificações sugeridas pela ASTM (American Society for Testing and Materials) para cada tipo de ensaio. Assim, foram obtidos os corposde- prova (CDP) para a realização dos ensaios mecânicos quase-estáticos de tração, compressão e flexão (monotônicos e cíclicos), bem como, ensaio para análise dinâmicomecânica (Dynamic Mechanical Analysis - DMA) para a obtenção de propriedades associada às parcelas viscosas do material. Com estes foram obtidos parâmetros inerentes a cada tipo de ensaio, permeados com uma cuidadosa revisão bibliográfica sobre as implicações para a realização de cada ensaio. Uma outra etapa foi a verificação de modelos de plastificação baseados na teoria de von Mises, Drucker-Prager e de viscoelasticidade implementados no programa comercial ABAQUS®. Sendo que o objetivo maior foi a comparação dos resultados experimentais obtidos com os modelos em MEF. Os resultados para tração monotônica obtiveram erro de 0,61%, os resultados de compressão monotônica apresentaram erro de 1,5% e as simulações para os carregamentos cíclicos de tração e compressão não foram tão bons quanto os anteriores. Por isso se justifica a criação do modelo fenomenológico utilizando os parâmetros do material que foram identificados. / This work develops the study involving constitutive models with the objective to analyze the mechanical behavior of a biopolymer obtained from the Castor Oil Polyurethane (Ricinus communis). The importance of this work is due to the fact that: serves as a test script for the use of polymer materials; complete the characterization of the material studied beyond the viscoelastic realm, as well as the application of the analysis of the behavior of the material beyond the linear viscoelastic domain. The application of the evaluated models by way of the Finite Element Method (FEM), required the gathering of the properties and mechanical behavior of the biopolymer, as well as the preparation of the tests, with the required specifications suggested by the ASTM (American Society for Testing and Materials) for each type of test. Therefore, there were obtained the body-tests in order to run the mechanical quasi-static traction tests, tensile, compression and flexion (monotonic and cyclical) dynamicmechanical analysis (DMA) in order to obtain the properties associated with the viscous parts of the material. With these the inherent parameters were obtained for each specimen, permeated with a careful biographical revision of the implications for the experimenting of each specimen. Another phase was the verification of laminated models based on the theory by Von Mises, Drucker-Prager and of the viscoelasticity implemented in the commercial program ABAQUS®. The main objective being the comparison of the experimental results obtained with the models in FEM. The results for the monotonic traction obtained a error of 0,61%, the results of monotonic comparison presented an error of 1,5% and the simulations for the cyclical charges of traction and compression were not as good as the former. Therefore it justifies the creation of the phenomenological model utilizing the parameters of the materials that were identified.