Made available in DSpace on 2017-07-10T17:40:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese_2012_Deise_Dalazen_Castagnara.pdf: 1927492 bytes, checksum: 7743dde51e28644bf50c500f953528b2 (MD5) Previous issue date: 2012-03-08 / Universidade Federal do Pampa / The study was conducted to evaluate the production and characteristics of oat straw in 2009 and the performance of corn in succession submitted to the different splitting of nitrogen. Also, the production of fodder and straw, structural and nutritional characteristics of oat and soil physical properties in the succession black oat / corn / oats / soybean / oats in the years 2009, 2010 and 2011. We adopted six land uses distributed in bands (P10 and P20: grazing height of the residue of 10 and 20 cm, C10 and C20: Cutting hay with height of the residue of 10 and 20 cm, SC w / SD - no grazing or cuts for tillage; SC w / PC - without grazing or cutting for conventional tillage) and three times in the design of randomized blocks. In the years 2009, 2010 and 2011 were performed respectively 3, 1 and 2 cuts or grazing oats. In 2009/2010 crop was sown corn crop and the harvest 2010/2011 soybean crop. Evaluations to determine production of straw were taken after grazing or cutting and drying prior to deployment to areas of summer crops. In maize were evaluated biometric characteristics, yield components and productivity. Sampling for determination of dry matter production, structural and nutritional characteristics of forage were taken at each cutting or grazing. The samples for the determination of physical characteristics of soil macroporosity, microporosity, total porosity and bulk density were made in layers 0 to 0.10 and 0.10-0.20 m at the end of each cycle of cultivation of oats or of summer crops. The completion of cutting or grazing reduces the deposition of straw by oats. Large quantities of straw oats reduce the productivity of corn. Different splitting of nitrogen do not affect the grain yield in oats. Better quality forage and better distributed throughout the autumn-winter period is achieved with the completion of cutting or grazing. In Oxisol, conventional tillage reduces density and increases microporosity and macroporosity and total porosity, while the cultivation of oats in the fall and winter harvest forage by cutting or grazing residual height of 10 cm or 20 does not alter the physical properties of soil / O estudo foi conduzido com o objetivo de avaliar a produção e características da palhada de aveia branca e o desempenho da cultura do milho em sucessão submetida à diferentes parcelamentos da adubação nitrogenada. Estudou-se também, a produção de forragem e palhada, características estruturais e nutritivas da aveia branca e as características físicas do solo na sucessão aveia/milho/aveia/soja/aveia nos anos de 2009; 2010 e 2011. Foram adotados seis usos do solo distribuídos em faixas (pastejo com altura do resíduo de 10 e 20 cm; corte para fenação com altura do resíduo de 10 e 20 cm; sem pastejos ou cortes para semeadura direta e sem pastejos ou cortes para preparo convencional) com três repetições sob o delineamento de blocos ao acaso. Nos anos de 2009; 2010 e 2011 foram realizados respectivamente 3; 1 e 2 cortes ou pastejos na aveia. Na safra 2009/2010 foi semeada a cultura do milho e na safra 2010/2011 a cultura da soja. Na aveia avaliou-se a produção, características estruturais e nutritivas da forragem antes de cada pastejo ou corte, e a produção e composição da palhada residual após cada pastejo ou corte e antes da semeadura das culturas de verão. Na cultura do milho foram avaliadas as características biométricas, os componentes de produção e produtividade. No solo estudou-se as características físicas de macroporosidade, microporosidade, porosidade total e densidade do solo por meio de amostragens realizadas nas camadas de 0 0,10 e 0,10-0,20 m ao final de cada ciclo de cultivo da aveia ou das culturas de verão. A realização de cortes ou pastejos reduziu a deposição de palhada residual pela aveia. Grandes quantidades de palhada residual de aveia reduziram a produtividade da cultura do milho. Diferentes parcelamentos da adubação nitrogenada não interferiram na produtividade do milho em sucessão à aveia. Forragem de melhor qualidade e melhor distribuída ao longo do período do outono-inverno foi obtida com a realização de cortes ou pastejos. Em Latossolo Vermelho, o preparo convencional reduziu a densidade e a microporosidade e aumentou a macroporosidade e a porosidade total, enquanto o cultivo de aveia no outono inverno e colheita da foragem por corte ou pastejo com altura residual de 10 ou 20 cm não alterou as propriedades físicas do solo

Níveis elevados de proteína bruta (PB) na dieta de ruminantes têm sido associado com comprometimento na fertilidade devido, principalmente, a elevação da concentração do nitrogênio uréico plasmático (NUP). Objetivou-se no presente estudo avaliar o efeito do fornecimento de dietas contendo nitrogênio não-protéico (NNP) sem prévia adaptação, durante curto espaço de tempo e em diferentes fases do ciclo estral, a fêmeas bovinas superovuladas quanto à produção, qualidade e ao grau de desenvolvimento de embriões recuperados. Sessenta e oito vacas da raça Nelore com escore corporal de 7,56 e peso médio de 557,6 kg foram distribuídas em três tratamentos: controle (C), uréia antes do dia 0 (UA; fornecimento de dieta com uréia do dia -5 ao dia 0) e uréia depois do dia 0 (UD; fornecimento de dieta com uréia do dia 0 ao dia 5). As vacas foram mantidas em piquetes com pastagem de Brachiaria brizantha cv. Marandu e receberam diariamente, 3,0 kg/animal de concentrado durante 16 dias. Foram formulados dois concentrados, sendo que as dietas totais (concentrado + consumo estimado de pastagem) continham 12,0% (dieta controle) e 14,6% de PB (dieta com NNP). A diferença na PB entre as dietas foi o acréscimo de 100g/vaca/dia de uréia. Os animais foram sincronizados, superovulados e inseminados. Sete dias (dia 7) após a inseminação (dia 0), realizou-se a colheita e análise dos embriões quanto à qualidade a ao grau de desenvolvimento. Amostras de sangue foram coletadas nos dias -5, 0 e 5 para mensurações das concentrações de NUP, glicose, insulina e progesterona. Houve efeito significativo dos tratamentos sobre a concentração médias de NUP no dia -5 (C = 16,18ab, UA = 17,72a e UD = 14,47b mg/dL; P = 0,0007), no dia 0 (C = 18,95b, UA = 22,71a e UD = 21,15 ab mg/dL; P = 0,0010) e no dia 5 (C = 20,93a, UA = 19,08b e UD = 21,51a mg/dL; P = 0,0022). Quanto às concentrações de glicose, insulina e progesterona não houve efeito dos tratamentos. Não houve efeito significativo nem da inclusão da uréia e nem do momento da inclusão da uréia sobre o total de estruturas recuperadas, total de estruturas fecundadas e de embriões viáveis. Porém, houve efeito do momento de inclusão da uréia sobre a porcentagem de estruturas fecundadas em relação ao total de estruturas recuperadas (UA = 75,3 vs. UD = 50,7%) e sobre a porcentagem de embriões viáveis em relação ao total de estruturas recuperadas (UA = 73,2 vs. UD = 39,4%). O tratamento UD acarretou em menor capacidade de fecundação do oócito em relação ao tratamento UA, havendo redução de aproximadamente 32,7% na proporção de oócitos fecundados sobre o total de estruturas recuperadas deste tratamento. / High levels of crude protein (CP) in ruminant diets were associated with detrimental effect on fertility, mainly, due to the rise of plasmatic urea nitrogen (PUN) concentration. The aim of this study was to verify the effects of short term non-protein nitrogen feeding at different periods of the oestrus cycle in superovulated cows without previous adaptation on yield, quality and development degree of recovered embryos. Sixty eight Nelore cows with body condition score of 7.56 and body weight of 557.6 kg were divided in three different groups: control (C), urea before day 0 (UB; urea supply from day -5 to day 0) and urea after day 0 (UA; urea supply from day 0 to day 5). Animals were grazing in Brachiaria brizantha cv. Marandu pasture and received 3.0 kg/animal/day of concentrate during 16 days. Two concentrates were formulated and the total diets (concentrate + estimate forage intake) had 12.0% (control diet) and 14.6% of CP (NPN diet). The difference in CP between diets was the addition of 100g/cow/day of urea. Animals were synchronized, superovulated and inseminated. The embryos were collected seven days (day 7) after insemination (day 0) and quality and development degree were also evaluated. Blood samples were collected on day -5, 0 and 5 for measurement of PUN, glucose, insulin and progesterone. There was significant effect of treatments on average PUN concentration at day -5 (C = 16.18ab, UB = 17.72a and UA = 14.47b mg/dL; P = 0.0007), at day 0 (C = 18.95b, UB = 22.71a and UA = 21.15ab mg/dL; P = 0.0010) and at day 5 (C = 20.93a, UB = 19.08b and UA = 21.51a mg/dL; P = 0.0022). For glucose, insulin and progesterone there was no effect of treatments. It was observed neither effect of urea inclusion nor the moment of urea inclusion in diet on the total number of recovered structures, total number of fertilized structures and total number of viable embryos. However, it was observed effect of the moment of urea inclusion on the rate of fertilized structures in relation to the total number of recovered structures (UB = 75.3 vs. UA = 50.7%) and on the rate of viable embryos in relation to the total number of recovered structures (UB = 73.2 vs. UA = 39.4%). The UA treatment lead to lowest fertilizing oocyte capacity in relation to UB treatment with an approximate reduction of 32.7% on oocytes fertilized proportion over the total recovered structures in this treatment.

Foram avaliados o desempenho e o rendimento de carcaça de frangos de corte, machos e fêmeas, com diferentes pesos iniciais, e com diferentes relações energia metabolizável:proteína bruta na dieta. Foram empregadas 640 aves de cada sexo, criadas até 48 dias de idade. O delineamento experimental utilizado foi de blocos ao acaso, em esquema fatorial 2 x 2, sendo empregados dois níveis de peso de pintos de 01 dia (38g e 46g) e dois níveis de relação EM:PB (Alto - 149,8; 174,4 e; 194,4 e, Baixo - 130,0; 150,0 e; 166,7, para ração inicial, crescimento e final, respectivamente) totalizando assim 4 tratamentos, cada um com 4 repetições de 40 aves. Foram avaliados o Consumo de Ração (CR), Ganho de Peso (GP), Conversão Alimentar (CA) e Mortalidade (Mort), nos períodos de 1 a 21 dias, 1 a 35 dias, e 1 a 48 dias de idade, e rendimento de carcaça e de cortes (asa, coxa+sobrecoxa, peito, cabeça, pé e dorso), no final do período experimental. Nas variáveis consumo de ração e ganho de peso, tanto para os machos quanto para as fêmeas, não foram observados efeitos significativos (P>0,05) em nenhum dos tratamentos e períodos. Para a mortalidade, houve efeito significativo apenas para as fêmeas (P>0,05), no período de 1 a 21 dias onde as aves de peso inicial leve, recebendo dietas com relação EM:PB alta apresentaram maior mortalidade (%). Foi observado efeito significativo na CA em machos (P<0,05), tanto no período de 1 a 35 dias quanto no período de 1 a 48 dias, onde as aves alimentadas com dietas contendo Rel EM:PB Alta apresentaram melhor CA. Para as fêmeas, observou-se efeito significativo para CA (P<0,05) no período de 1 a 35 dias de idade onde as aves alimentadas com a dieta com Relação EM:PB baixa apresentaram pior conversão alimentar, independente do peso inicial. Os machos que receberam dietas com Rel. EM:PB alta apresentaram significativamente (P<0,05) maior porcentagem de gordura abdominal, não sendo observado efeito nas fêmeas. Este resultado foi mais acentuado nas aves com peso inicial leve. Não foi observada diferença significativa em machos (P>0,05) para os tratamentos em relação ao rendimento de cortes. Por outro lado houve efeito significativo (P<0,05) para fêmeas com maior peso inicial, que apresentaram melhor porcentagem de rendimento quando receberam dietas com relação EM:PB alta. Pode-se concluir que o peso inicial dos pintos não influenciou nos resultados e que, rações com relação EM:PB baixa possibilita uma menor taxa de gordura abdominal, resultando em uma maior taxa de carne magra na carcaça, o que é vantajoso para o mercado consumidor e para o produtor no que diz respeito ao custo-benefício. / It was evaluated the broiler\'s performance and yeld of carcass, male and female, with differents initial weights, and with differents relationship metabolizable enerfy:crude protein in the diet. A completely randomized trial was applied, in factorial outline 2x2, with two levels of chicks\' weight (39g and 46g) and two levels of relationship ME:CP (High - 149,8; 174,4 e; 194,4 and, Low - 130,0; 150,0 e; 166,7, for the initial, growth and end ration, respectively), totalizing 4 treatments, each one of them with 4 repetitions of 40 chicks, ranging until 48 days of age. There were evaluated the Feed Intake (FI), Weight Gain (WG), Feed Conversion (FC) and Mortality, during all the experimental period and, performance and yield of carcass in the end of the experimental period. Feed intake and weight gain didn\'t show significant effect (P>0,05), in any treatments or periods, in the both sex. Mortality showed significant difference (P<0,05), where the low initial weight broilers fed with High Relationship ME:CP ration showed larger mortality, during the 1 to 21 days of age. FC showed significant difference (P<0,05) in males, where the broilers fed with High relationship ME:CP showed a better FC, during 1 to 35 days and 1 to 48 days of age. However, in females, there was significant difference (P<0,05) at the FC, when the broilers were fed with Low Relationship ME:CP ration and showed the worst result, independent of the initial weight, during the 1 to 35 days of age. There was significant difference abdominal fat (P<0,05), where the males broilers fed with high relationship ME:CP showed larger percentage of abdominal fat, during 1 to 35 days and 1 to 48 days of age. This result was more visible in chicks with low initial weight. Abdominal fat wasn\'t significant (P>0.05) in females. Yield carcass didn\'t show significant difference (P>0.05) in male broilers but, the female broilers there was significant effect (P<0,05), where the high initial weight broilers fed with High Relationship ME:CP ration showed better results. So, it is possible to conclude that the initial weight didn\'t influence the results and, the low relationship ME:CP ration makes possible a smaller percentage of abdominal fat, resulting in a larger percentage of thin meat in the carcass, what is an advantage for the consumer market and for the producer in what about cost-benefit.

A utilização de combustíveis renováveis tem se destacado nos últimos anos, principalmente devido aos impactos ambientais gerados pelo uso de combustíveis fósseis e escassez dos mesmos. Dentre os combustíveis renováveis destaca-se o biodiesel, cujo processo produtivo apresenta como principal subproduto o glicerol bruto, que tem instigado nos últimos anos intensas discussões sobre a problemática de sua destinação e disposição final. Apesar de ser utilizado na indústria química, o seu teor de impurezas limita o seu processamento industrial. Buscando agregar valor a esse resíduo bruto e contribuir para a produção de bioenergia, este trabalho teve por intuito avaliar a produção dos biocombustíveis hidrogênio e metano, assim como de intermediários químicos a partir de glicerol bruto como substrato em reatores anaeróbios de leito fluidificado (RALF), mesofílicos (30°C), utilizando inóculo de cultura mista. O RALF-H2, com o objetivo de produzir hidrogênio e metabólitos solúveis, foi submetido à concentração de 10 g.L-1 de glicerol e variação do tempo de detenção hidráulica (TDH) de 8, 6, 4, 2, 1 e 0,5 h. Já o RALF-CH4, com intuito de produzir metano, operou sob TDH fixo de 24 h, submetido à variação da concentração de glicerol de 1, 2, 3, 4, 5 e 7 g.L-1, e portanto, da taxa de carregamento orgânico (TCO) de 1, 2, 3, 4, 5 e 7 kgDQO.m-3.d-1, respectivamente. No RALF-H2, os valores máximos de conteúdo de hidrogênio no biogás (69,2 %), produtividade volumétrica de hidrogênio (1,90 L.h-1.L-1) e rendimento de hidrogênio (0,28 molH2.mol-1glicerolconsumido) foram verificados no TDH de 0,5 h. O 1,3-propanodiol se destacou entre os metabólitos produzidos, com rendimento máximo de 0,57 mol1,3-PDO.mol-1glicerolconsumido, alcançado no TDH de 8 h. No RALF-CH4, o máximo conteúdo de metano no biogás (83,0%) foi verificado na TCO de 1 kgDQO.m-3.d-1, a maior produtividade volumétrica de metano (2,26 L.d-1.L-1) na TCO de 5 kgDQO.m-3.d-1 e o máximo rendimento (0,19 m3H4.kg-1DQOaplicada ou 0,77 molCH4.mol-1glicerolconsumido) na TCO de 4 kgDQO.m-3.d-1. Portanto, os resultados evidenciaram a possibilidade de produção de biocombustíveis e metabólitos de valor agregado utilizando glicerol bruto como substrato no processo da digestão anaeróbia. / The use of renewable fuels has been highlighted in recent years, mainly due to the environmental impacts generated by the use of fossil fuels and their scarcity. Among the renewable fuels highlights the biodiesel, whose production process displays as the main byproduct crude glycerol, which has instigated in recent years, intense debates about a problem of its destination and final disposal. Although it is used in the chemical industry, its impurities content limits its industrial processing. In order to add value to this crude residue and to contribute to the production of bioenergy, this work aimed to evaluate the production of biofuels hydrogen and methane, as well as chemical intermediates from crude glycerol as substrate in anaerobic fluidized bed reactors (AFBR), mesophilic (30°C), using mixed culture inoculum. The AFBR-H2, with the objective of producing hydrogen and soluble metabolites, was submitted to a concentration of 10 g.L-1 of glycerol and a variation of the hydraulic retention time (HRT) of 8, 6, 4, 2, 1 and 0.5 h. The AFBR-CH4, with the intention of producing methane, operated under fixed HRT of 24 h, subjected to the variation of the glycerol concentration of 1, 2, 3, 4, 5 and 7 g.L-1 and, therefore, of the organic loading rate (OLR) of 1, 2, 3, 4, 5 and 7 kgCOD.m-3d-1, respectively. In the AFBR-H2, the maximum values of hydrogen content in the biogas (69.2%), hydrogen volumetric productivity (1.90 L.h-1.L-1) and hydrogen yield (0.28 molH2.mol-1glycerolconsumed) were verified in the HRT of 0.5 h. The 1,3-propanediol was highlighted among the metabolites produced, with a maximum yield of 0.57 mol1,3-PDO.mol-1glycerolconsumed, reached in the TDH of 8 h. In the AFBR-CH4, the higher methane content in the biogas (83.0%) was detected in the OLR of 1 kgCOD.m-3.d-1, a higher volumetric productivity of methane (2.26 L.d-1.L-1) in the OLR of 5 kgCOD.m-3.d-1 and the maximum yield (0.19 m3CH4.kg-1CODapplied or 0.77 molCH4.mol-1glycerolconsumed) in the OLR of 4 kgCOD.m-3d-1. Therefore, the results evidenced the possibility of producing biofuels and value-added metabolites using crude glycerol as a substrate at the anaerobic digestion process.

Submitted by Renata Lopes (renatasil82@gmail.com) on 2018-09-20T13:42:20Z No. of bitstreams: 0 / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2018-10-16T11:34:15Z (GMT) No. of bitstreams: 0 / Made available in DSpace on 2018-10-16T11:34:15Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2018-02-28 / Devido à ampla distribuição da malária entre os continentes e ao elevado número de casos clínicos e óbitos registrados anualmente, o desenvolvimento de uma vacina antimalárica segura e eficaz contra a doença ainda é de extrema importância. Dentre os vários modelos propostos até o momento, aquelas compostas por parasitos vivos ou por extrato proteico têm sido as mais promissoras no desenvolvimento de imunidade antimalárica. Entretanto, ainda não claro se imunizações com cepas com baixo potencial de virulência seriam capazes de prevenir ou amenizar os sintomas associados à malária grave. Assim, o presente estudo teve como objetivo investigar se camundongos imunizados com extrato proteico de Plasmodium berghei NK65, cepa de baixa virulência e não indutora de malária cerebral nesse modelo, são protegidos contra o desenvolvimento de malária cerebral induzida pela cepa ANKA de Plasmodium berghei (PbA). Para isto, foram realizados dois ciclos de imunização utilizando extrato proteico de Plasmodium berghei associado ao adjuvante CPG-ODN, com intervalo de 21 dias, em camundongos fêmeas C57BL/6, com idade entre 6 e 8 semanas. Após 30 dias da última imunização foi realizado o desafio experimental utilizando a cepa ANKA de P. berghei e iniciado o acompanhamento diário dos animais para avaliação do seu quadro clínico e da carga parasitária. Diante da presença de sinais neurológicos (escore clínico < 5), os animais foram pesados e eutanasiados para realização da coleta de sangue, baço e cérebro, enquanto animais sem esses sinais continuaram por ser acompanhados diariamente e, então, sacrificados a partir do 13º dia. A partir das amostras coletadas, foram determinados os níveis de anticorpos sorológicos, a frequência da população celular esplênica (células T CD4+ e CD8+, e linfócitos B), níveis de citocinas teciduais e análise histopatológica do tecido nervoso. Observouse que 46% dos animais imunizados com extrato de PbN e 69% dos animais imunizados com extrato de PbA foram protegidos do desenvolvimento de malária cerebral e tiveram sua taxa de sobrevivência prolongada, entretanto, estes animais desenvolveram hiperparasitemia sanguínea, com níveis de até 38% de parasitos circulantes. Estes animais não apresentaram sinais clínicos neurológicos, o que foi confirmado macroscopicamente pela ausência de hemorragia e reduzida inflamação no cérebro em relação aos animais que evoluíram para malária cerebral. Histopatologicamente, os animais com hiperparasitemia apresentaram poucos leucócitos aderidos ao endotélio vascular e ausência de vasos obstruídos. Em relação aos níveis de citocinas (IL-10, TNF-α, IFN-) e número de linfócitos esplênicos (T CD4+ e CD8+, e linfócitos B), estes estiveram significativamente reduzidos nos animais que desenvolveram hiperparasitemia em relação aos que desenvolveram malária cerebral. Interessantemente, os animais imunizados foram capazes de reconhecer tanto antígenos homólogos quanto heterólogos ao utilizado durante o processo de imunização, porém, esses anticorpos pareceram não influenciar o padrão clínico apresentado pelos animais. Portanto, nosso estudo demonstra que imunizações com parasitos de baixa virulência podem induzir imunidade capaz de proteger contra cepas altamente virulentas, mas os fatores que medeiam essa proteção ainda precisam ser melhor investigados. / The broad distribution of malaria around of the globe and the large number of clinical cases/deaths attributed to this disease turns the discovery of a safe and effective malaria vaccine an essential tool to halt the spread of the disease. Vaccines focused on the use of live parasites and crude parasites antigens have shown good results on the induction of antimalarial immunity, although it is still not clear if immunizations with low virulent strains are capable to prevent the development of symptoms of cerebral malaria. This research aim to investigate if immunizations with crude antigen of Plasmodium berghei NK65 (PbN), a low virulence strain noninductive of cerebral malaria in C57BL/6 mice, are able to protect the animals against the development of cerebral malaria after challenge with Plasmodium berghei ANKA (PbA). Mice were immunized twice with crude antigen associated to CPG-ODN adjuvant. Thirty days after the second immunization animals were challenged with 105 red blood cells infected with P. berghei ANKA. Animals were daily monitored to evaluate the clinical score and parasitaemia levels. If the presence of neurological signs (score < 5) were detected, animals were euthanized and blood samples, spleen and brain were collected; animals without neurological commitment were followed daily until the 14 day post-infection. Antibodies and cytokines levels, splenic cellular population (T CD4+, T CD8+ and B lymphocytes) and histopathological analysis were performed. The results showed that 46% of the animals immunized with crude antigen of PbN and 69% of the animals immunized with crude antigen of PbA were protected from the development of cerebral malaria and had their survival rate prolonged, however, these animals developed hyperparasitaemia, with levels up to 38% of circulating parasites. These animals did not present neurological signs which were confirmed macroscopically by the absence of hemorrhage and reduce brain inflammation in relation to the animals that evolved to cerebral malaria. Histopathologically, the animals with hyperparasitaemia presented few adhered leukocytes in the vascular endothelium and absence of obstructed vessels. In relation to cytokine levels and number of splenic lymphocytes, these were significantly reduced in animals that developed hyperparasitism in comparison with those who developed cerebral malaria. Interestingly, the immunized animals were able to recognize both homologous and heterologous antigens used during the immunization process, however, these antibodies did not appear to influence at the clinical condition presented by the animals. Therefore, our study demonstrates that immunizations with low virulence parasites may induce immunity capable of protecting against highly virulent strains, but the factors that mediate this protection still need to be better investigated.

Orientadores: Marcos Nogueira Eberlin, Eugenio Vaz dos Santos Neto / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-22T16:54:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pereira_RosanaCardosoLopes_D.pdf: 5832219 bytes, checksum: 88820b58f8b6360b78a6aa2f16ceb943 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Este trabalho consistiu na aplicação de tecnologia que se encontra hoje na vanguarda do conhecimento: a Petroleômica via ESI FT-ICR MS, com o objetivo de caracterizar as mais diversas classes de compostos polares ácidos presentes em amostras representativas de óleos de bacias brasileiras. O propósito ambicioso foi o de focalizar aspectos relacionados à toda cadeia de valor da indústria do petróleo, desde a geração do óleo até o seu refino, visando contribuir para novos estudos de interesse às atividades de upstream e downstream da PETROBRAS e, principalmente, fomentar a integração dos conhecimentos das diferentes áreas, o que contribuirá para ganhos de produtividade da empresa. A técnica ESI FT-ICR-MS mostrou-se uma técnica rápida e adequada para acompanhar as alterações verificadas na composição de amostras de petróleo, fornecendo subsídios a partir de uma caracterização única, para estudos diversos, abrangendo toda a cadeia de valor da indústria do petróleo. As alterações composicionais de óleos e extratos obtidos em experimentos de maturação artificial por hidropirólise de matéria orgânica dos tipos I e III foram avaliadas, evidenciando o potencial da técnica para utilização em estudos cinéticos. O estudo de biodegradação utilizando trinta amostras de óleos da Bacia Potiguar evidenciou que a técnica é sensível as variações de composição dos compostos polares que ocorrem em função do processo de biodegradação, e as amostras puderam ser agrupadas de acordo com o grau de biodegradação através da utilização de ferramentas quimiométricas (PCA). A partir dos dados de caracterização obtidos por ESI FT-ICR MS, foi possível agregar informações úteis para o entendimento de comportamentos diferenciados frente à tendência de formação de emulsão/gel durante a produção e frente à corrosão durante o refino / Abstract: This work focuses on the application of a technology that is cutting edge: Petroleomics by ESI FT-ICR MS with the goal of characterizing the large variety of acidic polar compound classes present in representative petroleum samples from Brazilian basins. The ambitious proposal was to focus on aspects related to the whole petroleum industry chain, since crude oil generation up to its processing in refinery units, to contribute to state-of-the-art studies of interest to upstream and downstream activities in PETROBRAS and mostly to encourage the knowledge integration, i.e. to form or blend the information into a whole, to UNITE, accessing high levels of productivity. The ESI FT-ICR MS technique exhibits characteristics like fast response, resolution, selectivity and sensibility, which make it suitable to monitor the changes in composition of petroleum samples and because of its unique and comprehensive characterization attained, to help different studies in the whole petroleum industry chain. The compositional alteration observed in extracts and oils during artificial maturation experiments by hydrouspyrolysis of organic matter types I and III were evaluated showing the potential of the technique to kinetic studies. Biodegradation studies were performed on 30 petroleum samples from Potiguar Basin and the results showed that the technique is sensitive to the variations on the composition of the polar compounds that occur as a result of the biodegradation process, and additionally, that the samples can be grouped according to their biodegradation level by the use of chimiometric tools (PCA). Also from the characterization data from ESI FT-ICR MS analysis it was shown that very useful information can be provided to better understand the differences in the rheological and corrosion behaviors of petroleum samples / Doutorado / Quimica Analitica / Doutora em Ciências

Orientador: Ming Chih Chiu / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-19T15:57:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Sehn_GeorgiaAneRaquel_M.pdf: 2236870 bytes, checksum: 99206af2cdbd6bef903b1752c992b66e (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: O óleo de farelo de arroz, além de ser utilizado como alimento, é conhecido pelo seu atributo nutricional, devido a sua fração insaponificável rica em antioxidantes como os tocoferóis, tocotrienóis e em especial o ?-orizanol, que dão ao óleo uma maior resistência à oxidação e à deterioração. Além disso, diversos estudos mostram a habilidade destes compostos em reduzir os níveis de colesterol no plasma sanguíneo e em suprimir o crescimento de células cancerígenas. O refino dos óleos tem como finalidade a remoção de compostos, como ácidos graxos livres, gliceróis parciais (mono e diacilgliceróis), fosfolipídios não hidratávies, pigmentos, produtos de oxidação, metais, resíduos de proteínas, ceras, hidrocarbonetos, partículas e contaminantes químicos, porém este refino apresenta diversos inconvenientes, como a perda de nutrientes e antioxidantes naturais pelas altas temperaturas e longa duração das etapas do processo. A tecnologia de membranas vem ganhando destaque nos processos industriais, principalmente na tecnologia de alimentos, simplificando-os, reduzindo o consumo de energia e poluentes, devido à possibilidade de não adição de agentes químicos utilizados pelos processos tradicionais. O objetivo da primeira etapa do trabalho foi o estudo do desempenho de membranas poliméricas compostas por polifluoreto de vinilideno (PVDF) e poliestersulfona (PES) na aplicação da degomagem em miscela do óleo bruto de farelo de arroz utilizando um módulo de filtração tangencial de bancada, além de uma análise comparativa das técnicas de filtração de óleo em miscela com hexano e álcool etílico em condições de temperatura, velocidade tangencial e pressão constantes. A membrana PVDF com massa molar de corte (MMC) de 50 KDa em miscela com hexano (30/70 m/m) demonstrou maior retenção de fosfolipídios (95,5%) associada a um fluxo elevado de permeado (48,1 L/m2.h), para um fator de concentração de 1,40. O objetivo da segunda parte do trabalho foi o estudo da retenção dos ácidos graxos livres e compostos minoritários frente à nanofiltração em membranas de PES com MMC de 200 e 400 Daltons e em relação ao solvente álcool etílico absoluto e álcool etílico 95%. Observou-se que a presença de impurezas, como a cera, reduziu a eficiência da interação solvente/soluto no processo de desacidificação, havendo necessidade de uma etapa de deceragem do óleo. Comprovou-se que a adição de água no álcool etílico reduziu a perda de óleo no permeado, e preservou compostos nutracêuticos devido o aumento da interação solvente/soluto na desacidificação. Em relação a compostos de cor, clorofila e carotenóides observou-se baixa retenção, ainda menor no teor de clorofila devido a baixa interação destes compostos com o solvente e tamanho de poros utilizados / Abstract: Rice bran oil, besides being used as food, is known for its nutritional attributes, owing to their unsaponifiable matter, rich in antioxidants tocopherols, tocotrienols and particularly ?-oryzanol. This especial composition provides the oil greater resistance to oxidation and deterioration. Additionally, several studies demonstrate the importance of these compounds in reducing cholesterol levels in blood plasma and suppressing growth of cancer cells. The refining of oils aims at removing compounds such as free fatty acids, partial glycerides (mono and diglycerides), phospholipids, pigments, oxidation products, metals, proteins, waxes, hydrocarbons, water, particulates and chemical contaminants. However, this refining has several disadvantages such as loss of nutrients and natural antioxidants due to exposure to high temperatures and long process steps. The membrane technology has been emphasizing in industrial processes, especially in food technology, simplifying processes, reducing energy consumption and pollutants, due to non-use of chemical agents. This work focused firstly, the study of the efficiency of the polymeric membranes composed of PVDF and PES on crude rice bran oil degumming, using in a tangential filtration. There were compared two oil micelle system, rice bran oil micelle with hexane and rice bran oil miscella with ethyl alcohol at constant conditions of temperature, tangential velocity and pressure. The PVDF membrane with 50 kDa in hexane miscella (30/70 w/w) showed greater retention of phospholipids (95.5%) associated with a high flow rate (48.1 L/h.m2) for a concentration factor of 1.40. The purpose of the second part of this work was to study the behavior of free fatty acids and minor compounds against nanofiltration process, using PES membranes with molar weight cut-off (MWCO) 200 and 400 Daltons and two micelle phases, with absolute ethyl alcohol and with ethyl alcohol 95%. It was observed that the presence of impurities, such as wax, reduced the efficiency of the solvent / solute interaction in the deacidification process, requiring a dewaxing step. It was shown that the addition of water in ethyl alcohol reduced the loss of oil in the permeate fraction and the nutraceutical compounds were preserved due to increased solvent / solute interaction in deacidification. In relation to color compounds, the membrane separation technology did not show reduction in chlorophyll content in retentate fraction, possibly due to no interaction of the solvent / solute. For carotenoids, it was observed a small reduction in the content of these compounds in the retentate fraction, which probably occurred due to the interaction of these compounds with the solvents used / Mestrado / Tecnologia de Alimentos / Mestre em Tecnologia de Alimentos

The influence of crude oil-contaminated and remediated sites on agrifood production is not clearly understood. To address this knowledge gap, the research was divided into two stages involving: (1) assessment of the efficiency of two bioremediation strategies to support hydrocarbons degradation as well as agrifood production with the initial analysis of the experimental materials, and (2) evaluation of the effect of different crude oil remediation intervention values (CRIV) on selected vegetables (Brassica juncea, Brassica oleracea, Lactuca sativa and two different cultivars of Solanum lycopersicum). Results from the first stage showed that the crude oil used had a pristane/phytane ratio of 0.98 (within the 0.8 – 3.0 range of most crude oils), higher concentrations of C10 – C14, C15 – C20 and C21 – C27 alkanes than the C28 – C36 alkanes including higher concentrations of two of the US EPA priority pollutant polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) - phenanthrene and anthracene. Four treatments were prepared in which weekly tillage enhanced the degradation of C15 – C20 and C21 - C27 alkanes in the Remediation by Enhanced Natural Attenuation (RENA) treatment. The two bioremediation strategies (RENA and bioaugmentation) enhanced PAHs degradation compared with the remediation-study control treatment while only RENA application among the two approaches supported the growth of B. juncea. Although there was no statistical significant difference (p > 0.05) between the major dietary mineral contents of samples from the various treatments compared with the control treatment samples, RENA application affected the Cr, Zn and Pb contents. Meanwhile, the Ca/P (> 1.0) and Na/K (< 0.60) ratios of all the harvested samples imply that they provide a good source of these minerals for bone formation and would not contribute to high blood pressure. The crude oil used also deterred the attack of juvenile caterpillars of cabbage white butterfly. Findings from the second stage revealed that the yield of the green leafy vegetables including one of the selected tomato cultivars (Micro-Tom), was in most cases impaired at CRIV ≥ 3,000 mg/kg total petroleum hydrocarbon (TPH). Compared with the control treatment samples’ composition, crude oil stress at 10,000 mg/kg TPH enhanced the concentration of K, Mn and crude protein of B. oleracea and L. sativa as well as the sucrose, total sugars, total phenolics and total flavonoids contents of the latter vegetable. Sucrose was also only detected in M82 tomato cultivar samples from the crude oil-containing treatments. The Cd content of B. oleracea, Pb contents of: L. sativa and M82 tomato harvested samples were all below the FAO/WHO Codex Alimentarius Commission 2015 recommended maximum levels. However, tartaric acid was only detected in B. oleracea and L. sativa samples from the 10,000 mg/kg TPH treatment as well as in M82 tomato cultivar samples from the treatment involving CRIV of 5,000 mg/kg TPH. Generally, the yield of these crops in response to crude oil contamination varied in which B. juncea had the least tolerance to crude oil stress among the green leafy vegetables tested. Most of the quality parameters in the two tomato cultivars were not affected by CRIV between 750 - 5,000 mg/kg TPH with p-xylene having the greatest toxic potential among the VOCs emitted from the 5,000 mg/kg TPH treatment. The research findings, under the experimental conditions, indicated the effectiveness of RENA for the degradation of low molecular weight PAHs and its agricultural benefits. They also suggest that crude oil-contaminated sites at ≤ 3,000 mg/kg TPH present a similar growing environment to a clean site for agrifood production and the possibility that crude oil stress at 10,000 mg/kg TPH could enhance crop quality. Nonetheless, the contribution of bio- accumulated PAHs in these crops to the food chain demands further investigation.

Le 7 août 2009, un pipeline transportant du pétrole brut s'est rompu, provoquant le déversement de 5100 m3 de brut sur 5 hectares de la Réserve Naturelle des Coussouls de Crau. Le pétrole a atteint l'aquifère et a formé un LNAPL qui alimente un panache de polluants dissous, dont le benzène, composé cible car toxique. Cette étude vise à montrer que la biodégradation du pétrole (biostimulation ou atténuation naturelle), en particulier des composés dissous, est une mesure efficace de gestion à long terme des risques pour la ressource en eau. Une première étude en microcosmes a montré la biodégradation, même dans les conditions les plus réductrices, des composés cibles dont le benzène. Cette étude a confirmé que la disponibilité en oxydant est un facteur limitant et que le phosphate est un levier puissant pour stimuler la croissance bactérienne. Une seconde étude sur site a prouvé la faisabilité de la biostimulation par injection de nitrate et de phosphate dans la nappe et son efficacité pour l'abattement des concentrations en polluants dissous. L'utilisation du radon comme traceur pour estimer la saturation en pétrole dans l'aquifère a été évaluée dans une troisième étude. La facilité de mise en oeuvre de la méthode ainsi que les résultats offrent des perspectives intéressantes pour l'optimisation des systèmes de pompage-écrémage sur des sites ayant un NAPL. Une dernière étude portant sur la mise en place des processus d'oxydoréduction et de dégradation sur site a montré une évolution rapide des conditions après l'accident, traduisant un environnement favorable à l'atténuation naturelle. La dégradation in situ du benzène a été mise en évidence via des mesures isotopiques. / On August 7, 2009 a pipeline transporting crude oil broke in the heart of the Nature Reserve of Coussouls de Crau, and 5,100 m3 of oil were spilled over 5 hectares. Oil infiltrated through the subsurface and reached the most important regional aquifer where it formed a LNAPL that created a plume of dissolved compounds. Among these compounds, benzene is of particular concern because of its toxicity and high solubility. This thesis aims at showing that biodegradation of crude oil, especially of dissolved compounds, is a good option for long-term management of risks for the water resource. A first study in microcosms demonstrated biodegradation of targeted compounds, including benzene, even under the most reducing conditions. This study also revealed that the availability of electrons acceptors was a limiting factor and that phosphate was a powerful lever to stimulate bacterial growth. An on-site study proved the feasibility of biostimulation by nitrate and phosphate injection in the aquifer and showed that biostimulation was efficient to reduce concentrations of dissolved compounds. Naturally occurring radon was used as a tracer to estimate oil saturation in the saturated zone in a third study. The ease of implementation of this method and the results offer interesting perspectives to optimize the yield of pump-and-skim systems in LNAPL-contaminated sites. The last study focused on the implementation of redox processes and degradation in the saturated zone after the spill. This study showed that processes quickly evolved and that conditions were favorable to natural attenuation. In situ benzene degradation was proven by the measurements of stable isotopes of carbon.

[pt] Este trabalho teve como proposta o desenvolvimento de uma metodologia para determinação de Se e As em amostras de óleo cru, através da técnica de espectrometria de massas com plasma indutivamente acoplado e célula de reação dinâmica. A vantagem do método proposto está na etapa de preparação das amostras, na qual se emprega a diluição direta em solvente orgânico xileno, eliminando tratamentos prévios, como a digestão. Com isso, a análise fica mais fácil e rápida. Em seguida, foi feita a otimização da célula de reação, empregando o metano como gás de reação. Realizou-se um estudo univariado dos parâmetros de operação da célula, como a vazão do gás de reação e o parâmetro de rejeição q, a fim de reduzir as interferências sobre os isótopos 80Se e 75As. Padrões orgânicos de selênio e arsênio diluídos em xileno foram empregados para este estudo e observou-se uma eficiência de redução de interferentes no 80Se de 100%. No caso do 75As, observou-se que o uso da célula não se fez necessário, uma vez que a presença de cloro não foi detectada nas soluções orgânicas. Com os parâmetros da célula apropriados, as condições experimentais foram otimizadas a partir de um estudo univariado. As condições utilizadas foram potência de 1350 W, vazão de argônio de nebulização em 0,40 L min(-1) e argônio auxiliar de 0,7 L min(-1). A técnica de adição padrão foi empregada para calibração e os limites de detecção (LODs) instrumentais foram de 0,23 (80Se) e 0,018 (75As) ug kg(-1). A fim de avaliar a exatidão da metodologia aplicada, analisou-se o material certificado NIST 1634c e obtiveram-se boas recuperações, de 97,3% e 93,5%, respectivamente, para Se e As. Os intervalos de confiança mostraram que os resultados encontrados para o MRC estão dentro da faixa certificada para os dois elementos. A metodologia foi aplicada para análise de nove amostras de petróleo brasileiro. Utilizou-se a técnica de geração de hidretos como forma de comparação com o método proposto. As amostras foram decompostas em bloco de aquecimento e pré-reduzidas com HCl 6 mol L(-1). Curvas de calibração externa foram utilizadas na determinação dos isótopos 78Se, 82Se e 75As, resultando em LODs de aproximadamente 0,04 ug L (-1) para a determinação de Se total e 0,0022 ug L(-1) para o As. A exatidão foi avaliada com o NIST 1634c, obtendo boas recuperações de 99,7% (78Se); 99,2% (82Se) e 100,4% (75As). Um tratamento estatístico foi aplicado e mostrou que os resultados obtidos para selênio em todas as nove amostras de óleo foram concordantes pelas duas técnicas empregadas, a um nível de confiança de 95%. No entanto, somente quatro óleos tiveram resultados de arsênio concordantes pelas duas técnicas. Os outros óleos apresentaram concentrações inferiores para a metodologia de geração de hidretos em relação às concentrações encontradas pela técnica de introdução direta, possivelmente devido a perdas ocorridas durante as etapas de digestão e evaporação. Isto mostra a importância da metodologia desenvolvida para avaliações exatas das concentrações totais de Se e As em petróleos e derivados. / [en] A methodology was developed for the determination of Se and As in samples of crude oil using inductively coupled plasma mass spectrometry with a dynamic reaction cell. The proposed technique of sample preparation showed the advantage of direct dilution in organic solvent, xylene, eliminating previous treatments, such as digestion of samples, and resulting in an easy and fast analytical method. The cell reaction was optimized using methane as the reaction gas. An univariate study was performed with the operating parameters of the cell, the reaction gas flow rate and rejection parameter q, in order to reduce the interferences on isotopes 80Se and 75As. Organic standards for arsenic and selenium dissolved in xylene were used for this study and a 100% reduction efficiency was observed for 80Se. In the case of 75As, it was observed that the use of the cell was not necessary, since the presence of chlorine was not detected in the organic solutions. With the appropriate experimental conditions for the cell, the experimental conditions were optimized by an univariate study. The conditions used were 1350 W (RF power), 0.40 L min(-1) (Ar-nebulizer flow rate) and 0.7 L min(-1) (Ar-auxiliary flow rate). The standard addition technique was employed for calibration and the instrumental limits of detection (LOD) were 0.23 (80Se) and 0.018 (75As) mg kg(-1). In order to validate the methodology, the residual fuel oil certified reference material (CRM) NIST 1634c was analyzed and recoveries of 97% and 94% were obtained for Se and As, respectively. The confidence intervals showed that the results were within the CRM´s range for both elements. The methodology was applied to the analysis of nine samples of Brazilian crude oil. A hydride generation methodology was used for comparison with the proposed methodology. The samples were decomposed in a heated block and pre-reduced with HCl 6 mol L(-1). External calibration curves were used to determine 78Se, 82Se e 75As, resulting in LODs of approximately 0.04 ug L(-1) to determine total Se and 0.0022 ug L (-1) for the As. The accuracy was evaluated also with NIST 1634c, obtaining recoveries of 99.7% (78Se); 99.2% (82Se) e 100.4% (75As). The Snedecor statistical test showed that the results for selenium in all nine oil samples were in agreement by the two techniques at a 95% confidence level. However, only four oils had concordant results for arsenic by both techniques, the other oils showed lower concentrations for the hydride generation methodology in relation to concentrations found by the direct introduction technique. These results were attributed to losses during the digestion and evaporation steps, and this observation showed the importance of the purposed methodology for accurate assessments of total concentrations of Se and As in crude oil and refined products.