Grandes quantidades de diferentes classes de fármacos são consumidas anualmente no mundo. Após a administração do fármaco, uma parte significativa deste, aproximadamente 10 a 90%, é excretada do corpo humano de forma inalterada para o esgoto doméstico. O tratamento convencional de esgotos não remove eficientemente esse tipo de composto, que pode permanecer no efluente que deixa as estações de tratamento ou pode ser adsorvido no lodo gerado a partir da degradação biológica, que muitas vezes é utilizado como fertilizante, constituindo uma rota adicional de entrada de fármacos no meio ambiente. A presença de antibióticos no ambiente pode acarretar a seleção de microrganismos resistentes a esses medicamentos, fazendo com que as drogas utilizadas atualmente não sejam mais eficazes. Visando reduzir seus efeitos nocivos, este trabalho estudou a degradação de enrofloxacina, que é um antibiótico amplamente utilizado na medicina veterinária, através do processo Fenton de acordo com um planejamento experimental do tipo Delineamento Composto Central Rotacional - DCCR. No planejamento fatorial, foram estudadas as influências da temperatura e das concentrações iniciais de peróxido de hidrogênio e íon ferroso. Adicionalmente, foram estudadas as influências do pH, bombeamento de ar no meio reacional e adição sucessiva de reagente de Fenton em um ensaio de longa duração. As variáveis de resposta determinadas foram as concentrações residuais de enrofloxacina, peróxido de hidrogênio e de carbono orgânico total. Para este estudo, utilizaram-se, após estudos preliminares, as condições reacionais utilizadas em trabalhos anteriores do grupo de pesquisa, constituindo assim, as variáveis independentes do planejamento experimental DCCR, que foram: temperatura (0 a 40ºC), concentração de íons ferrosos, (5 a 120 m/L), e concentração de peróxido de hidrogênio (100 a 900 mg/L). Durante os ensaios experimentais foram coletadas amostras para a quantificação de peróxido de hidrogênio, enrofloxacina e carbono orgânico total, e para isso, foram utilizados os métodos permanganométrico, espectrofotométrico e instrumental, respectivamente. Os resultados obtidos foram tratados com o software Statistica®, com o intuito de se obter as condições mais favoráveis para a oxidação química da enrofloxacina, entretanto, as superfícies de resposta não apresentaram regiões de concentração mínima residual do fármaco. Por este motivo foi realizado um estudo paramétrico das variáveis ao redor da condição experimental que resultou na menor concentração residual final de enrofloxacina (28,3 mg/L de íon ferroso, 738 mg/L de peróxido de hidrogênio e 31,9°C). A maior degradação da enrofloxacina foi obtida com a utilização de 35 mg/L de íon ferroso, 738 mg/L de peróxido de hidrogênio e com temperatura de 31,9°C, resultando em uma redução de aproximadamente 31% de carga orgânica em relação à inicial, que era de 63,44 mg/L. Apesar da baixa eficiência de degradação resultante obtida neste trabalho, o processo Fenton pode ser utilizado em conjunto com outros processos de tratamento para diminuir a atividade bacteriana do fármaco e obter eficiências globais maiores. / Large quantities of different classes of drugs are consumed annually worldwide. After administration of the drug, a significant part of the drug, about 10 to 90%, is excreted from the human body in an unchanged form to domestic sewage. The conventional treatment in wastewater treatment does not remove efficiently this type of compound, which may remain in the effluent leaving the Wastewater Treatment Plants or may adsorb onto the sludge, which is often used as a fertilizer, providing an additional drugs entry into the environment. The presence of antibiotics in the environment may lead to the selection of resistant microorganisms to these drugs, making currently drugs to become ineffective. Aiming to reduce their harmful effects it was studied in this work the degradation of enrofloxacin, which is widely used as a veterinary antibiotic, through the Fenton process according to an experimental planning Central Composite Rotatable Design - CCRD. In the experimental planning were investigated the influences of the temperature, initial concentrations of hydrogen peroxide and ferrous ion. In addition, were studied the influences of pH, pumping air into the reaction medium and subsequent addition of Fenton\'s reagent in a long duration test. The response variables were the residual concentrations of enrofloxacin, hydrogen peroxide and total organic carbon. For this study, we used, after preliminary studies, the reaction conditions determined in previous works of the research group, thus, the independent variables of the experimental CCRD, were: temperature (0 to 40°C), ferrous ions concentration, (5 to 120 mg/L) and hydrogen peroxide concentration (100 to 900 mg/L). During the experimental tests, samples were collected to determine the hydrogen peroxide, enrofloxacin and total organic carbon concentrations, and for this, the experimental analytical methods used were the potassium permanganate titration, spectrophotometric and instrumental, respectively. The results obtained were treated with Statistica® software; in order to obtain the most favorable conditions for the chemical oxidation of enrofloxacin, however, the response surfaces showed no regions of minimal drug residual concentration. For this reason, was made a parametric study around the experimental conditions that resulted in the lower final residual concentration of enrofloxacin (28.3 mg/L ferrous ion, 738 mg/L of hydrogen peroxide and 31.9°C). The major degradation of enrofloxacin was obtained with the use of 35 mg/L of ferrous ion, 738 mg/L of hydrogen peroxide and a temperature of 31.9°C, resulting in a reduction of approximately 31% organic load in relation to the initial, which was 63.44 mg/L. Despite the low degradation efficiency resulting obtained from this work, the Fenton process can be used in conjunction with other advanced oxidation process to reduce the microbial activity of the products and achieve higher levels of efficiency.

Grandes quantidades de diferentes classes de fármacos são consumidas anualmente no mundo. Após a administração do fármaco, uma parte significativa deste, aproximadamente 10 a 90%, é excretada do corpo humano de forma inalterada para o esgoto doméstico. O tratamento convencional de esgotos não remove eficientemente esse tipo de composto, que pode permanecer no efluente que deixa as estações de tratamento ou pode ser adsorvido no lodo gerado a partir da degradação biológica, que muitas vezes é utilizado como fertilizante, constituindo uma rota adicional de entrada de fármacos no meio ambiente. A presença de antibióticos no ambiente pode acarretar a seleção de microrganismos resistentes a esses medicamentos, fazendo com que as drogas utilizadas atualmente não sejam mais eficazes. Visando reduzir seus efeitos nocivos, este trabalho estudou a degradação de enrofloxacina, que é um antibiótico amplamente utilizado na medicina veterinária, através do processo Fenton de acordo com um planejamento experimental do tipo Delineamento Composto Central Rotacional - DCCR. No planejamento fatorial, foram estudadas as influências da temperatura e das concentrações iniciais de peróxido de hidrogênio e íon ferroso. Adicionalmente, foram estudadas as influências do pH, bombeamento de ar no meio reacional e adição sucessiva de reagente de Fenton em um ensaio de longa duração. As variáveis de resposta determinadas foram as concentrações residuais de enrofloxacina, peróxido de hidrogênio e de carbono orgânico total. Para este estudo, utilizaram-se, após estudos preliminares, as condições reacionais utilizadas em trabalhos anteriores do grupo de pesquisa, constituindo assim, as variáveis independentes do planejamento experimental DCCR, que foram: temperatura (0 a 40ºC), concentração de íons ferrosos, (5 a 120 m/L), e concentração de peróxido de hidrogênio (100 a 900 mg/L). Durante os ensaios experimentais foram coletadas amostras para a quantificação de peróxido de hidrogênio, enrofloxacina e carbono orgânico total, e para isso, foram utilizados os métodos permanganométrico, espectrofotométrico e instrumental, respectivamente. Os resultados obtidos foram tratados com o software Statistica®, com o intuito de se obter as condições mais favoráveis para a oxidação química da enrofloxacina, entretanto, as superfícies de resposta não apresentaram regiões de concentração mínima residual do fármaco. Por este motivo foi realizado um estudo paramétrico das variáveis ao redor da condição experimental que resultou na menor concentração residual final de enrofloxacina (28,3 mg/L de íon ferroso, 738 mg/L de peróxido de hidrogênio e 31,9°C). A maior degradação da enrofloxacina foi obtida com a utilização de 35 mg/L de íon ferroso, 738 mg/L de peróxido de hidrogênio e com temperatura de 31,9°C, resultando em uma redução de aproximadamente 31% de carga orgânica em relação à inicial, que era de 63,44 mg/L. Apesar da baixa eficiência de degradação resultante obtida neste trabalho, o processo Fenton pode ser utilizado em conjunto com outros processos de tratamento para diminuir a atividade bacteriana do fármaco e obter eficiências globais maiores. / Large quantities of different classes of drugs are consumed annually worldwide. After administration of the drug, a significant part of the drug, about 10 to 90%, is excreted from the human body in an unchanged form to domestic sewage. The conventional treatment in wastewater treatment does not remove efficiently this type of compound, which may remain in the effluent leaving the Wastewater Treatment Plants or may adsorb onto the sludge, which is often used as a fertilizer, providing an additional drugs entry into the environment. The presence of antibiotics in the environment may lead to the selection of resistant microorganisms to these drugs, making currently drugs to become ineffective. Aiming to reduce their harmful effects it was studied in this work the degradation of enrofloxacin, which is widely used as a veterinary antibiotic, through the Fenton process according to an experimental planning Central Composite Rotatable Design - CCRD. In the experimental planning were investigated the influences of the temperature, initial concentrations of hydrogen peroxide and ferrous ion. In addition, were studied the influences of pH, pumping air into the reaction medium and subsequent addition of Fenton\'s reagent in a long duration test. The response variables were the residual concentrations of enrofloxacin, hydrogen peroxide and total organic carbon. For this study, we used, after preliminary studies, the reaction conditions determined in previous works of the research group, thus, the independent variables of the experimental CCRD, were: temperature (0 to 40°C), ferrous ions concentration, (5 to 120 mg/L) and hydrogen peroxide concentration (100 to 900 mg/L). During the experimental tests, samples were collected to determine the hydrogen peroxide, enrofloxacin and total organic carbon concentrations, and for this, the experimental analytical methods used were the potassium permanganate titration, spectrophotometric and instrumental, respectively. The results obtained were treated with Statistica® software; in order to obtain the most favorable conditions for the chemical oxidation of enrofloxacin, however, the response surfaces showed no regions of minimal drug residual concentration. For this reason, was made a parametric study around the experimental conditions that resulted in the lower final residual concentration of enrofloxacin (28.3 mg/L ferrous ion, 738 mg/L of hydrogen peroxide and 31.9°C). The major degradation of enrofloxacin was obtained with the use of 35 mg/L of ferrous ion, 738 mg/L of hydrogen peroxide and a temperature of 31.9°C, resulting in a reduction of approximately 31% organic load in relation to the initial, which was 63.44 mg/L. Despite the low degradation efficiency resulting obtained from this work, the Fenton process can be used in conjunction with other advanced oxidation process to reduce the microbial activity of the products and achieve higher levels of efficiency.

Made available in DSpace on 2017-07-21T18:53:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lara Tatiane Geremias Ferreira Brites.pdf: 2802840 bytes, checksum: c22d0a4cc841b761b048479e54280f53 (MD5) Previous issue date: 2013-02-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Native starches have characteristics that limit their application by industries. Among commercial starches, that extracted from cassava is considered abundant and economical and several studies considering its modification has been carried out with the aim of improving and enhancing industrial application.The oxidation is a form of modification that provides starches with low paste viscosity and increased expansion property. The use of metal ions has been reported by some authors to increase the efficiency of the oxidation process, but the incorporation of ions in starch granules also seems to occur. Another form of modification that is being studied is the acid-alcohol, due to the fact that alcoholic reaction medium allows the use of lower concentrations of acids. In order to improve and enhance the oxidation of starches, this study aimed to investigate the interference of pH, hydrogen peroxide concentration, reaction time and also the interaction of the starch granule with metal ions in the oxidation process. Preliminary tests were conducted for understanding the influence of Cu (II) and Fe (II) in starch oxidation, and their residues in the final product, through qualitative and quantitative instrumental analyses, besides being investigated contribution of pH and the concentration of hydrogen peroxide during the oxidation. From the preliminary tests a central composite rotatable design (CCRD) with 17 treatments and three central points was used to verify the influence of variables pH (2.30 to 5.70), H2O2 concentration (0.5 to 5.5 %, v/w, dry basis) and reaction time (28 to 62 min). Two methods were used for the oxidation, one using water and the other using anhydrous methanol as reaction medium in order to verify the behavior of the oxidation reaction. The effect of variables on the physicochemical properties was evaluated with use of Response Surface Method (RSM). The samples oxidized with the use of metal ions presented residues in the oxidized starch and the results with the use of Fe (II) showed a greater expansion and lower peak viscosity, being used for the entire planning. It was found by the RSM, that the pH, the concentration of hydrogen peroxide and the reaction time influenced the two methods of oxidation and the physicochemical properties of cassava starch. The cassava starch oxidized in aqueous media showed better results, regarding the physicochemical analyses, than those found in the oxidation in anhydrous medium. The best conditions found for oxidation in aqueous media were those of the central point (treatments 15,16 and 17) for the expansion property, carboxyl content and reducing power; for soluble solids at 50 and 80 ° C the best treatments were 4 and 13; for swelling power at 50 and 80 °C treatments 9 and 6, whereas for cycles of freezing and thawing, the treatment 5; in the case of paste property, the most pronounced change occurred in the treatment 7.For anhydrous methanol oxidation due to lack of fit of different models, it is difficult to establish which were the best conditions for the experiment and this methodology should be studied considering other variables in different alcohols 9 and starches, so it can be directly compared with the traditional oxidation is aqueous medium. / O amido nativo possui características que limitam sua aplicação pelas indústrias. Dentre os amidos comerciais, o de mandioca é considerado abundante e econômico, por isso muitos estudos sobre a modificação deste vem sendo realizados, com o intuito de melhorar e aumentar sua aplicação. A oxidação é uma forma de modificação que proporciona amidos com baixa viscosidade de pasta e aumento da propriedade de expansão. A utilização de íons metálicos tem sido reportada por alguns autores para aumentar a eficiência do processo de oxidação, no entanto, a incorporação dos íons nos grânulos de amido também parece ocorrer. Outra forma de modificação que vem sendo estudada é a álcool-ácida, que pela utilização de álcool possibilita que menores concentrações de ácidos sejam utilizadas para se obter amidos com características diferenciadas. Visando melhorar e aperfeiçoar a oxidação de amidos, este estudo teve como objetivo principal investigar a interferência do pH, concentração de peróxido de hidrogênio, tempo de reação e averiguar a interação do grânulo de amido com íons metálicos no processo de oxidação.Testes preliminares foram realizados com o intuito de observar a influência dos íons de Cu (II) e Fe (II) na oxidação, bem como seus resíduos no produto final, por intermédio de análises instrumentais qualitativas e quantitativas, além de se investigara contribuição do pH e da concentração de peróxido de hidrogênio durante a oxidação. A partir dos testes preliminares um Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR) com 17 tratamentos sendo três pontos centrais foi utilizado para verificar a influência das variáveis pH (2,30 a 5,70),concentrações de H2O2 (0,5 a 5,5 %, v/m) (b.s) e tempos de reação (28 a 62 min). Duas metodologias foram utilizadas para a oxidação, uma utilizando água e outra utilizando metanol anidro como meio reacional, a fim de verificar o comportamento da reação de oxidação. O efeito das variáveis sobre as propriedades físico-químicas foi avaliado com emprego do Método de Superfície de Resposta. As amostras oxidadas com a utilização de íons metálicos apresentaram resíduos no amido oxidado, no entanto os resultados encontrados com a utilização de Fe(II) demonstraram maior propriedade de expansão e menores picos de viscosidade, sendo utilizado para todo o planejamento. Verificou-se, pela metodologia de superfície de resposta, que o pH, a concentração de peróxido de hidrogênio e o tempo de reação tiveram influência nas duas metodologias de oxidação e nas propriedades físicoquímicas do amido de mandioca. Porém o amido de mandioca oxidado em meio aquoso apresentou resultados superiores em relação as características físico-químicas, aos encontrados na oxidação em meio anidro. As melhores condições encontradas para oxidação em meio aquoso foi no ponto central (tratamentos 15,16 e 17) para as análises de propriedade de expansão, conteúdo de carboxilas e poder redutor; para sólidos solúveis 50 e 80 ºC foram nos tratamentos 4 e 13; poder de inchamento 50 e 80 ºC nos tratamentos 9 e 6;nos ciclos de congelamento e descongelamento o tratamento 5; propriedade de 7 pasta no tratamento 7. Para a oxidação em metanol anidro devido a falta de ajuste de diversos modelos, é difícil afirmar quais as melhores condições para o experimento, devendo essa metodologia ser estudada com diferentes variáveis, em diferentes alcoóis e amidos, para poder ser comparada diretamente com a oxidação tradicional que utiliza água.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:07:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 BeatrizSSNM_DISSERT.pdf: 3822050 bytes, checksum: cb23d4096043d3edf7fed1c6cb6c7f6a (MD5) Previous issue date: 2013-11-01 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / The environmental impact caused by the disposal of non-biodegradable polymer packaging on the environment, as well as the high price and scarcity of oil, caused increase of searches in the area of biodegradable polymers from renewable resources were developed. The poly (lactic acid) (PLA) is a promising polymer in the market, with a large availability of raw material for the production of its monomer, as well as good processability. The aimed of this study was synthesis PLA by direct polycondesation of lactic acid, using the tool of experimental design (DOE) (central composite rotatable design (CCRD)) to optimize the conditions of synthesis. The polymer obtained was characterized by scanning electron microscopy (SEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), viscosimetric analysis, differential scanning calorimeter (DSC) and size exclusion chromatography (SEC). The results confirmed the formation of a poly (lactic acid) semicrystalline in the syntheses performed. Through the central composite rotatable design was possible to optimize the crystallization temperature (Tc) and crystallinity degree (Xc). The crystallization temperature maximum was found for percentage of catalyst around the central point (0,3 (%W)) and values of time ranging from the central point (6h) to the upper level (+1) (8h). The crystallization temperature maximum was found for the total synthesis time of 4h (-1) and percentage of catalyst 0,1(W%) (-1). The results of size exclusion chromatography (SEC) showed higher molecular weights to 0,3 (W%) percent of catalyst and total time synthesis of 3,2h / Os impactos ambientais causados pelo descarte de embalagens polim?ricas n?o biodegrad?veis no meio ambiente, assim como o alto pre?o e escassez do petr?leo, fizeram com que pesquisas crescentes na ?rea de pol?meros biodegrad?veis provenientes de fontes renov?veis fossem desenvolvidas. O poli (?cido l?ctico) (PLA) ? um pol?mero promissor nesse mercado, com uma grande disponibilidade de mat?ria-prima para produ??o do seu mon?mero, assim como tamb?m boa processabilidade. Dessa forma, este trabalho teve como objetivo a s?ntese por policondensa??o direta do poli (?cido L?ctico) a partir do ?cido-L-l?ctico utilizando a ferramenta de planejamento fatorial, por meio de um delineamento composto central rotacional (DCCR), visando otimizar as condi??es de s?ntese. O pol?mero obtido foi caracterizado por microscopia eletr?nica de varredura (MEV), espectroscopia na regi?o do infravermelho (FTIR), an?lise viscosim?trica, calorimetria explorat?ria diferencial (DSC) e cromatografia por exclus?o de tamanho (SEC). Os resultados obtidos confirmaram a forma??o do poli (?cido l?ctico) semicristalino em todas as s?nteses realizadas. Atrav?s do delineamento composto central rotacional foi poss?vel a otimiza??o da temperatura de cristaliza??o (Tc) e do grau cristalinidade (Xc). A temperatura de cristaliza??o m?xima foi obtida para percentuais de catalisador em torno do ponto central (0,3(W%)) e valores de tempo variando do ponto central (6h) ao n?vel superior (+1) (8h). O grau de cristalinidade (Xc) m?ximo foi obtido para o tempo total de s?ntese de 4h (-1) e percentual de catalisador de 0,1 (W%) (-1). A an?lise de cromatografia por exclus?o de tamanho (SEC) forneceu resultados de maiores massas molares dentre todos os pol?meros sintetizados, para o percentual de catalisador (octoato de estanho) de 0,3(W%) e tempo total de s?ntese de 3,2h

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:08:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jamal Abd Awadallak.pdf: 7067148 bytes, checksum: 8e321c5aa3d2b9b3eeaafb2fd17b9d47 (MD5) Previous issue date: 2012-02-15 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Diacylglycerol rich oils have its organoleptic characteristics very similar to those of conventional edible oils, but these oils do not tend to accumulate in the body, even when consumed in high quantities, making them a great resource in the fight against obesity. Palm oil ranks first the world production of edible oils mainly due to its low cost. This work aimed to propose a new technology for enzyme production using diacylglycerol lipase Lipozyme RM IM and ultrasound to promote water in oil emulsions, which increases the interfacial area of the system leading to higher reaction rates compared to conventional enzymatic processes. . The reactions were carried out at 55 °C with two different methods. First, the reaction system was exposed to ultrasonic waves for the whole reaction time, which led to enzymatic inactivation and water evaporation. Ultrasound was then used to promote emulsification of the water/oil system before the hydrolysis reaction, avoiding contact between the probe and the enzymes. Achieved conversions were superior to the conventional method further hydrolysis rate when the ultrasound is employed for emulsion formation was significantly greater. For 12 hours of reaction the conversion was 85% higher than the conventional method and 15% higher for a period of 24 hours of reaction. . An experimental design was used to optimize the ultrasound-related parameters and maximize the hydrolysis rate, and in these conditions, with a change in equilibrium, DAG production was evaluated.Better reaction conditions were achieved for the second method: 11.20 wt% (water+oil mass) water content, 1.36 wt% (water+oil mass) enzyme load, 12 h of reaction time, 1.2 min and 200 W of exposure to ultrasound. In these conditions diacylglycerol yield was 37.69 wt%. / Óleos enriquecidos com diacilglicerol possuem características organolépticas muito semelhantes às dos óleos comestíveis convencionais, porém, estes óleos não tendem a se acumular no organismo, mesmo quando consumidos em altas quantidades, tornando-os um grande recurso no combate à obesidade. O óleo de palma está no topo da produção mundial de óleos comestíveis principalmente devido ao seu baixo custo. Este trabalho teve como objetivo propor uma nova tecnologia para a produção enzimática de diacilglicerol empregando a lipase Lipozyme RM IM e utilizando ultrassom como gerador de emulsões de água em óleo, o que aumenta a área interfacial do sistema conduzindo a maiores taxas de reação em relação aos processos enzimáticos convencionais. A hidrólise parcial do óleo de palma foi realizada em meio livre de solventes a 55 °C em duas etapas distintas e comparadas com reações em condições semelhantes sem o uso do ultrassom. Primeiramente o sistema reacional foi exposto às ondas ultrassônicas, o que levou a taxas iniciais de reação elevadas, porém, as conversões obtidas foram baixas, em função da desativação enzimática e da evaporação de água, pelo longo período de exposição ao ultrassom. Posteriormente, utilizou-se o ultrassom para gerar emulsões antes a etapa reacional, não permitindo seu contato com o sistema contendo a enzima. As conversões obtidas foram superiores ao método convencional, além disso, taxa de hidrólise quando se empregou o ultrassom para a formação de emulsões foi significativamente maior. Para 12 horas de reação a conversão foi 85% superior ao método convencional e de 15% superior para um período de 24 horas de reação. Foi desenvolvido um planejamento fatorial, o delineamento central composto rotacional para avaliar os efeitos das variáveis tempo de exposição ao ultrassom, potência do ultrassom e razão água/óleo na conversão em ácidos graxos livres da reação, sendo que a razão água/óleo e o produto tempo x potência apresentaram os maiores efeitos. Nas melhores condições, foi produzido um óleo concentrado com 37,69% de DAG em de 12h de reação, exposto ao ultrassom por 1,2min à 200W.