Orientador: João Cláudio Thoméo / Banca: José Teixeira Freire / Banca: Maria Aparecida Mauro / Resumo: O propósito deste trabalho foi obter parâmetros físicos e térmicos para simulação de reatores de leito fixo para fermentação em estado sólido (FES), empregando rejeitos sólidos agroindustriais como substratos e fungos como agentes fermentativos. Os materiais estudados foram bagaço de cana, resíduo agroindustrial comumente empregado na FES, e um meio composto por bagaços de cana e laranja e farelo de trigo na proporção 1:2:2 (p/p), substrato empregado para obtenção de enzimas pectinolíticas por FES. Foi determinada a condutividade térmica na estagnação (K0) pelo método da sonda linear. Observou-se que a condutividade era muito baixa para os recheios secos (inferior a 0,1 W/mºC), mas aumentava bruscamente para recheios muito úmidos (atingindo 0,5 W/mºC), o que foi atribuído à condução de calor através da água. Também foram determinados os parâmetros térmicos dos leitos percolados por ar com baixas vazões, típicas da FES. Os valores da condutividade térmica efetiva radial (Kr) obtidos foram muito baixos, tendendo ao valor da estagnação, e os valores do coeficiente convectivo de transferência de calor parede-fluido (hp) foram muito inferiores aos encontrados na literatura, devido às baixas vazões de ar. Foram desenvolvidos programas para aquisição de dados experimentais de temperatura por meio do software de interface gráfica LabView (National Instruments). Também foram desenvolvidos programas em MatLab para cálculo dos parâmetros térmicos dos sistemas, tanto para o modelo unidimensional (coeficiente global U) quanto para o bidimensional. Esses programas permitiram calcular os parâmetros térmicos imediatamente após aquisição dos dados do processo. Programas de simulação numérica foram desenvolvidos em MatLab para simular o crescimento do fungo termofílico Thermomucor indicae seudaticae N31 e o comportamento térmico do processo de FES... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: The purpose of this work was to get physical and thermal parameters for simulation of reactors of fixed packed beds percolated by air for solid state fermentation (SSF), using agro- industrial solid residues as substrata and molds as fermentative agents. The materials studied were sugar cane bagasse, agro-industrial residue commonly used in SSF, and a medium composed by sugar cane and orange bagasses and wheat bran in ratio 1:2:2 (w/w), substratum used for pectinolitics enzymes attainment for SSF. The thermal conductivity on stagnation (K0) was determined by heating linear method. It was observed that the conductivity was very low for dried materials (below 0,1 W/mºC), but increased brusquely for very humid materials (reaching 0,5 W/mºC), what it was admitted to be due to conduction of heat through the water. Also the thermal parameters of the fixed packed beds percolated by air with low outflows, typical of SSF, had been determined. The values of the thermal conductivity radial effective (Kr) gotten had been very low, tending to the value of the stagnation, and the values of the convective coefficient of heat transfer wall-fluid (hp) had been very below to the found on literature, which had to the low air outflows. Programs for acquisition of experimental data of temperature by means of the software of graphical interface LabView had been developed (National Instruments). Also programs in MatLab for calculation of the thermal parameters of the systems had been developed, as much for the one-dimensional model (global coefficient U) how much for the two-dimensional. These programs had allowed calculating the thermal parameters immediately after acquisition of the data of the process. Programs of numerical simulation had been developed in MatLab to simulate the growth of thermopile mold Thermomucor indicae seudaticae N31 and the thermal behavior of the process of SSF lead by Umsza Guez... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador: Pedro de Oliva Neto / Banca: Jonas Contiero / Banca: Ranulfo Monte Alegre / Resumo: A goma xantana é um biopolímero produzido por Xanthomonas campestris muito utilizado como agente espessante. A síntese do biopolímero pode ocorrer em variadas condições, no entanto a qualidade a goma produzida também muda. Alguns trabalhos sugerem que a produção de goma xantana por batelada alimentada pode resultar num desempenho melhor em concentração de goma, rendimento e produtividade quando comparado à batelada simples. Nesse trabalho foram avaliados a influência de diferentes metodologias de oferta de sacarose na produção de goma xantana e sua qualidade, e também a produtividade e rendimento do processo. As melhores metodologias foram testadas em bioreator de 7,5L. Também foram avaliadas diferentes metodologias de separação do biopolímero (com o acréscimo de sais ao caldo ou ao etanol na etapa de extração da goma), bem como a influência de surfactantes e sais na viscosidade da goma em solução. Em incubadora com agitação orbital a quantidade e qualidade de goma xantana produzida a 25°C foram mais interessantes. Em fermentador, a produção de xantana a 30°C em meio contendo 2% de sacarose pode ter seu tempo reduzido sem que isso afete a concentração e a viscosidade da goma obtida. A viscosidade do biopolímero produzido a 25°C em meio contendo 4% de sacarose foi superior (365,9 cP) quando comparado ao biopolímero produzido a 30°C, em meio contendo 2% de sacarose. A produtividade e concentração de goma obtidos estão entre os encontrados na literatura (0,34 g xantana L-1 h-1 e 24 g xantana L-1). O uso de sais na extração da goma permite a redução do solvente utilizado e uma goma de melhor qualidade. Destacaram-se a utilização dos sais NaCl na concentração de 0,01% e CaCl2 a 0,05%. O tratamento térmico aumenta a quantidade e a viscosidade do biopolímero além de eliminar as células. A adição de 0,01% de SDS e de 0,001% de Tween 80 na solução de goma xantana aumenta sua viscosidade. / Abstract: Xanthan gum is a biopolymer produced by Xanthomonas campestris, used as a thickener. Its synthesis can happen in different conditions, but quality of xanthan produced also changes. Studies suggest that fed batch xanthan gum production can result in better performance in gum concentration, yield and productivity, when compared to batch. This work evaluates the influence of different methods of sucrose supply on xanthan gum quantity and quality, as well its productivity and process efficiency. The best methods were tested in a bioreactor of 7.5 L. Were also evaluated different separation methods (with the addition of salt in broth or ethanol during the separation phase) and the influence of surfactants on viscosity on xanthan solution. In shaker incubator, the gum produced at 25°C was more interesting. In bioreactor, the xanthan production at 30°C using 2% sucrose can be reduced to 40 hours, without affecting concentration and viscosity of the gum obtained. The viscosity of the biopolymer produced at 25°C using 4% sucrose were higher (365.9 cP) when compared to biopolymer produced at 30°C with 2% sucrose. Concentration and yield are similar than those found in the literature (0.34 g xanthan L-1 h-1 and 24 g xanthan L-1). The use of salts in xanthan extraction reduces the input and a better quality gum. The salts NaCl (concentration of 0.01%) and CaCl2 (0.05%) showed best results. Heat treatment increases the xanthan quantity and viscosity and eliminates cells from broth. The addition of 0.01% SDS and 0.001% Tween 80 in the solution of xanthan gum increases its viscosity. / Mestre

Orientador: Carlos Renato Corso / Banca: Sandra Mara Martins Franchetti / Banca: Sandra Regina Ceccato Antonini / Resumo: O uso de biodigestores anaeróbios é uma versátil alternativa para produção de biomassa microbiana a partir de resíduos orgânicos. O reaproveitamento das sobras alimentares, produzidas pelo Restaurante Universitário da Unesp Campus Rio Claro, foi o responsável pela produção de um Inóculo Líquido Residual (I.L.R.) utilizado como agente biodegradador e biossorvente para os corantes azóicos "Acid Yellow 25" e "Direct Violet 51" de importante destaque industrial. O projeto dividiu-se em duas etapas, a primeira contemplando a produção do inóculo em grande escala (biodigestor de fluxo contínuo) e a segunda em escala de laboratorial (biodigestor em batelada). Os resultados da análise microbiológica revelaram a presença predominante de bactérias acidogênicas e de leveduras em menor escala. Estes microrganismos foram aplicados como inóculo nas soluções dos dois corantes em condições variadas de pH (2,50; 4,50 e 6,50). A análise dos produtos formados a partir da interação com o I.L.R demonstraram as potencialidades biodegradativas e biossorventes do consórcio microbiano e sua ação diferenciada de acordo com a mudança de pH.As aminas aromáticas e sulfonadas, formadas após a redução da ligação azóica, foram estudada a partir do sobrenadante dos tratamentos dos corantes através do uso dos métodos difundidos do UV-Vis e do HPLC aliados às analises vanguardistas do FTIR. / Abstract: The use of anaerobic bioreactor is a versatile alternative for the production of microbial biomass from organic waste. The reuse of the leftovers from the University Restaurant of Unesp Rio Claro Campus, was responsible for producing a Residual Liquid Inoculum (R.L.I.) used as a biodegradator and biosorptive agent for two azo dyes Acid Yellow 25 and Direct Violet 51 with a major role in the industrial scenery. The project was divided in two steps, the first covering the production of the inoculum in large scale (continuous flow bioreactor) and the second in bench-scale (in-batch bioreactor) The results of the microbiological analysis revealed a predominant presence of acidogenic bacteria and a few yeasts. These microorganisms were used as inoculum in both dye solutions at different pH conditions (2.50, 4.50 and 6.50) The analysis of the resultant by-products demonstrated the biodegradation and biosorptive potential of the consortium and its differentiated pH-regulated action. The aromatic sulfonated amines, formed after the reduction of the azoic bounds, were studied through the spreaded analytic methods of UV-Vis and HPLC in conjunct with the vanguard of FTIR device. / Mestre