Orientador: Rubens Maciel Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-11T04:05:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lunelli_BetaniaHoss_D.pdf: 3246538 bytes, checksum: 66490737479c3e4a908963c18fd48b3c (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: A síntese de ácido acrílico via processo fermentativo é um assunto recente, com poucas informações disponíveis na literatura e, tem despertado cada vez mais interesse de pesquisadores. Através da modelagem matemática, é possível obter uma melhor compreensão de um processo em sua totalidade, através de analogias abstratas que possibilitam a predição de um fenômeno. O objetivo deste trabalho consiste no desenvolvimento de modelos determinísticos para representar o processo biotecnológico de síntese de ácido acrílico a partir de uma rota metabólica alternativa, visando estudos do comportamento estacionário/dinâmico do processo, aplicação de técnicas de planejamento experimental para identificação dos parâmetros mais relevantes e otimização dos parâmetros operacionais, com a finalidade de compreender o processo e apresentar uma metodologia alternativa para a sua produção. A partir dos modelos desenvolvidos foi possível obter perfis de concentração dos principais componentes do processo. Depois de identificadas as influências dos parâmetros operacionais, cinéticos e de projeto sobre o processo, os parâmetros operacionais de cada modelo foram otimizados através da aplicação da metodologia de superfície de resposta e do método de otimização por programação quadrática sucessiva. Com a otimização dos parâmetros foi possível encontrar condições de operação que aumentaram a concentração e o rendimento final de ácido acrílico, como também, perceber as limitações dos métodos de otimização usados. Nos modelos com cinética estruturada foram aplicadas estratégias de controle, através das quais foi possível encontrar condições ótimas, podendo com isso operar o biorreator de forma eficiente e segura, além de aumentar o rendimento final de ácido acrílico. Através da realização deste trabalho, pode-se concluir que os modelos desenvolvidos constituem um conjunto de ferramentas interessantes para predizer e investigar o comportamento do processo de síntese de ácido acrílico via processo fermentativo, uma vez que, a literatura ainda não dispõe de trabalhos de modelagem para a síntese de ácido acrílico via rotas fermentativas. Também, servir de apoio para estudos de manipulação genética visando obter microrganismos com capacidade de produzir ácido acrílico em condições economicamente competitivas / Abstract: The acrylic acid synthesis by fermentative process is a recent subject, with few available information in literature and it has demonstrated each time more interest of researchers. Through the mathematical modeling, it is possible to obtain a better understanding of the process behavior if mechanistic models are developed. The purpose of this work is the deterministic model development for the biotechnological process of acrylic acid synthesis through an alternative metabolic route, aiming the studies of both the steady state and dynamic behavior of the process. To investigate the parameters interactions as well as to identify the parameters with the most significant impact on the model experimental design was used and operational parameters were optimized. The purpose is to understand the process and to present an alternative methodology for its production. From of the developed models was possible to obtain the concentration profiles of the process components main. After identified the influence of the operational, kinetic and design parameters about the process, the operational parameters were optimized through the application of the response surface methodology and the successive quadratic programming optimization method. With the optimization of parameters was possible to find out the optimal operational conditions and thus to increase the yield and acrylic acid concentration as well as to perceive the limitation of optimization methods used. In the models with structured kinetic were applied control strategies, where was possible to operate the bioreactor safe and efficiently as well as to increase the acrylic acid final yield. With the realization of this work, it follows that the models developed consist of a set of interesting tools to predict and investigate the behavior of the acrylic acid synthesis by fermentative process, whereas in the literature are not yet available works about modeling of the acrylic acid synthesis from fermentative routes, as well as can to serve as support for studies of genetic manipulation aiming at to obtain microorganisms with capacity to produce acrylic acid in competitive economically conditions / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Doutor em Engenharia Química

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:05:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LeonardoLC_TESE.pdf: 1919163 bytes, checksum: 5e4620dae5ce7f70fdc851fd5abad7dc (MD5) Previous issue date: 2013-07-19 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / Perciformes are dominant in the marine environment, characterized as the largest and most diverse fish group. Some families, as Gerreidae, popularly known as silver jennies, carapebas, or mojarras have a high economic potential to marine fish farming, natural explotation and game fishing. Genetic information of these species are of fundamental importance for their management and production. Despite exist over 13,000 marine fish species described, only 2% were cytogenetically analyzed and less than 1% have some reproductive characteristics known. Induced breeding, cytogenetic characterization and cryopreservation of gametes, represent important areas in applied fish studies. In this project cytogenetic analyzes were performed to acess genetic aspects of Gerreidae species, distributed in coastal and estuarine regions of Northeast Brazil. Different methods for identifying chromosomal regions were employed using conventional techniques (Ag-NORs, C-banding), staining with base-specific fluorochromes (DAPI-CMA3), and physical mapping of ribosomal genes 18S and 5S rDNA, through hybridization in situ with fluorescent probes (FISH). The six species analyzed showed remarkable chromosome conservatism. The 18S and 5S ribosomal genes when analyzed in phylogenetic perspective demonstrate varied evolutionary dynamics, suggesting ocurrence of stasis process in some groups and greater dynamism in others. Double FISH with 18S and 5S probes showed both how efficient cytotaxonomic markers in the homogeneous karyotypes of this group of species. The karyotypic pattern identified in addition to the evolutionary aspects of karyotype, are suggestive of existence of low potential of post-zygotic barrier, prompting further research to prospect for artificial interspecific hybridization of these species of commercial importance / Os Perciformes s?o dominantes no ambiente marinho, contituindo a maior e mais diversificada ordem de peixes dentre os tele?steos. Muitas de suas fam?lias, como os Gerreidae, conhecidos popularmente como carapicus, carapebas, ou mojarras, t?m um alto potencial econ?mico, no que se diz respeito ? piscicultura marinha, extrativismo e pesca esportiva. Informa??es gen?ticas destas esp?cies s?o de fundamental import?ncia para seu manejo e produ??o. Mesmo assim, das 13.000 esp?cies de peixes marinhos descritos, apenas 2% foram estudadas sob o ponto de vista citogen?tico e menos de 1% sobre suas caracter?sticas reprodutivas. A reprodu??o induzida, a citogen?tica e a criopreserva??o de gametas, representam importantes ?reas aplicadas de estudo em peixes. No presente trabalho an?lises citogen?ticas foram empregadas na caracteriza??o gen?tica de esp?cies da fam?lia Gerreidae, ocorrentes no litoral do Nordeste do Brasil. Diferentes m?todos de identifica??o de regi?es cromoss?micas foram empregados por meio de t?cnicas convencionais (Ag-RONs, bandamento C), colora??o com fluorocromos base-espec?ficos (DAPI-CMA3), e mapeamento cromoss?mico de genes ribossomais marcadores DNAr 18S e 5S, atrav?s da hibrida??o in situ com sondas fluorescentes (FISH). As seis esp?cies analisadas revelaram marcante conservadorismo cromoss?mico. Os genes ribossomais 18S e 5S quando analisados em perspectiva filogen?tica, demonstram din?mica evolutiva variada, podendo apresentar estase em alguns grupos e maior dinamismo em outros. As an?lises por duplo-FISH dos s?tios 18S e 5S se revelaram eficientes marcadores citotaxon?micos nos cari?tipos homog?neos deste grupo de esp?cies. Os padr?es cariot?picos identificado, al?m dos aspectos evolutivos do cari?tipo identificados, s?o sugestivos de baixo potencial de barreiras p?s-zig?ticas, instigando pesquisas futuras de prospec??o de hibrida??o interespec?fica destas esp?cies de valor comercial