Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2018-04-03T18:37:04Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1735365 bytes, checksum: dd861f98d5fc6bc591eb573766dbe03d (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-03T18:37:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1735365 bytes, checksum: dd861f98d5fc6bc591eb573766dbe03d (MD5) Previous issue date: 2015-11-10 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Para a produção de polpa celulósica para dissolução, os processos de pré-hidrólise Kraft (PHK) e branqueamento devem ser realizados de modo que se obtenham polpas com características especiais, como alta pureza, baixo nível de contaminantes inorgânicos, adequadas alvura e viscosidade. As polpas para a produção de viscose exigem viscosidade baixa, de modo que se possa aumentar a sua reatividade. Para obter tais viscosidades, se utilizavam sequências de branqueamento contendo um estágio de hipocloração (H), que sabidamente causa significativa degradação da celulose, com redução da viscosidade da polpa. Porém, é difícil justificar o uso de hipoclorito na atualidade em razão dos seus efeitos ambientais. Como alternativa tem-se o branqueamento com ozônio (Z). E este reagente utilizado em condições sábias é capaz de degradar as cadeias de celulose, de forma a reduzir a viscosidade da polpa a determinados valores. Dessa forma, um estudo detalhado sobre o estágio Z em diferentes sequências de branqueamento, surge como alternativa ao tradicional uso de hipoclorito. O objetivo desse estudo foi investigar sequências ECF e TCF de branqueamento, OZ(EH)P, OZ(EH)D, OZ(EP)P, OZ(EP)D, OZ/D(EH)P, OZ/D(EH)D, OZ/D(EP)P, OZ/D(EP)D e OZP, utilizando o estágio Z pós deslignificação com oxigênio (O) para a produção de polpa para dissolução de eucalipto, com vista à fabricação de viscose. Foram utilizadas amostras industriais de cavacos de eucalipto, os quais foram submetidos ao processo de PHK seguindo da deslignificação com oxigênio, as quais foram realizadas em condições padrões para gerar uma amostra de polpa não branqueada, com características típicas de polpa para dissolução. O estágio Z foi investigado em relação à carga de ozônio (3 e 4 kg/tas de O 3 ), pH (3,0, 4,0 e 5,0) e temperatura (55°C e 70°C). Os estágios subsequentes foram realizados em condições fixas e a sequência OD(EH)DPQ foi utilizada como referência. As principais conclusões deste trabalho foram: (1) O estágio Z permite o controle da viscosidade na faixa de 450- 550 dm 3 /kg; (2) altos valores de alvura final foram alcançados utilizando o estágio Z (90-93% ISO); (3) as melhores sequências de branqueamento com base na viscosidade, alvura e reversão de alvura (NCP) foram OZ(EP)P e OZ(EP)D, sendo pH 3,0, 55°C e 3 kg/tas de O 3 a condição ótima do estágio Z ; (4) os parâmetros de qualidade da polpa para dissolução, grau viscose, foi alcançado, exceto para o conteúdo de sílica que foi maior que 50 ppm; (5) as sequências OZ(EP)P e OZ(EP)D se mostraram de menor consumo de ClO 2 , com economia de 4,5 kg/tas de ClO 2 em comparação com a sequência referência OD(EH)DPQ. / For the production of dissolving pulp, prehydrolysis kraft processes (PHK) and bleaching should be made so that they obtain pulps with special characteristics such as high purity, low level of inorganic contaminants, appropriate viscosity and brightness. The pulp for viscose production requires low viscosity, so that it can increase its reactivity. For such viscosities, it was used bleaching sequences containing a stage with hypochlorite (H), which is known to cause significant degradation of cellulose, reducing the viscosity of the pulp. However, it is difficult to justify the use of hypochlorite today because of their environmental effects. Alternatively, there is the ozone bleaching (Z), and this reagent is used in conditions wise able to degrade cellulose chains in order to reduce pulp viscosity to certain values. Thus, a detailed study of the Z stage in different bleaching sequences is an alternative to the traditional use of hypochlorite. Therefore this study aimed to investigate ECF and TCF bleaching sequence, OZ(EH)P, OZ(EH)D, OZ(EP)P, OZ(EP)D, OZ/D(EH)P, OZ/D(EH)D, OZ/D(EP)P, OZ/D(EP)D e OZP, using the Z stage after oxygen delignification (O) for the production of dissolving pulp for viscose. It was used samples of eucalyptus chips, PHK and oxygen delignification were performed under standard conditions to generate a non-bleached pulp sample, with typical characteristics of dissolving pulp. The Z stage was investigated regarding its ozone charge (3 and 4 kg/t of O 3 ), pH (3.0, 4.0 and 5.0) and temperature (55 °C and 70 °C). Subsequent stages were made in fixed conditions and the bleaching sequence OD(EH)DP was used as reference. The main findings of this paper were: (1) the Z-stage allows to viscosity pulp control in the range of 400-550 dm 3 /kg; (2) high brightness gains were achieved using Z-stage technology; (3) the best bleaching sequences based on viscosity, brightness and brightness reversion (NCP) were OZ(EP)P and OZ(EP)D, where pH 3.0, 55 °C and 3 kg/tas the optimal condition Z stage; (4) the quality parameters of the pulp, dissolving grade viscose has been reached, except for the contents of silica; (4) the sequences OZ(EP)D and OZ(EP)P showed a lower chlorine dioxide consumption, may save up 4.5 kg/t in comparison to the reference bleaching sequence.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2016-06-07T11:46:42Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1307111 bytes, checksum: 9206e9e1d7450e4895b82477625ede32 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-07T11:46:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1307111 bytes, checksum: 9206e9e1d7450e4895b82477625ede32 (MD5) Previous issue date: 2015-04-30 / A biotecnologia pode contribuir para tornar os processos industriais mais competitivos e sustentáveis. No processamento convencional da cana de açúcar, cerca de 50% do bagaço poderá ser utilizado como matéria prima para a produção do etanol de segunda geração, após a redução dos custos do processo, que atualmente inviabilizam o processo. No branqueamento da polpa Kraft, o emprego de enzimas leva à redução de resíduos tóxicos. Neste trabalho o isolado Trichoderma deliquescens J-7 foi avaliado quanto ao seu potencial para produção de enzimas lignocelulolíticas visando suas aplicações em processos biotecnológicos, mais precisamente, processos de sacarificação do bagaço de cana de açúcar e no branqueamento da polpa Kraft de eucalipto. O fungo foi cultivado em meio líquido contendo diferentes fontes de carbono e nitrogênio e, após sete dias de cultivo, os extratos produzidos foram coletados e analisados. A palha de milho foi a melhor opção para produção de celulases embora uma maior produção de β-glicosidase tenha sido observada para o cultivo com palha de cana. Testes estatísticos com delineamentos fatoriais foram então utilizados para avaliar o efeito das concentrações dos componentes do meio afim de se otimizar a produção das enzimas, sendo otimizada a produção de xilanase (784 U/mL). Contudo não foi possível ajustar um modelo para a atividade CMCase. As enzimas foram mais ativas entre 50 °C e 65 °C e no pH 4,5 a 5,5. O tempo de meia vida a 50 °C das celulases foi de aproximadamente 32 horas e da xilanase de 66 minutos a 60 °C. Na aplicação das enzimas foi observado um menor rendimento na conversão de glicose na sacarificação da biomassa comparando o extrato do T. deliquescens com o extrato comercial Multifect® CL. Entretanto o rendimento na conversão de xilana foi aproximadamente 4 vezes maior. Quando aplicada no branqueamento da polpa, a xilanase produzida pelo fungo possibilitou a uma redução de 14% da utilização de dióxido de cloro além de maiores níveis de alvura da polpa. Estes dados nos mostraram o grande potencial da utilização dos extratos enzimáticos produzidos pelo isolado J-7 de T. deliquescens nos processos estudados. / Biotechnology can help to make industrial processes more competitive and sustainable. In conventional processing of sugar cane, about 50% of the bagasse could be used as raw material for the production of second generation ethanol after reduction of process costs. In Kraft pulp bleaching, biotechnology with the use of enzymes leads to a reduction of toxic wastes. The Trichoderma deliquescens J-7 strain was evaluated for its potential to produce lignocellulolytic enzymes aiming their applications in biotechnological processes, more precisely, in saccharification of sugar cane bagasse and bleaching of eucalyptus kraft pulp. The fungus was grown in liquid medium with different sources of carbon and nitrogen and after seven days of growth, produced extracts were collected and analyzed. Corn husk proved to be the best option for production of cellulases while increased production of β- glucosidase was observed when using sugar cane straw. Statistical factorial designs were used to evaluate the concentrations of the medium components in order to optimize the production of enzymes, being optimized to produce xylanase (784 U/mL). However it was not possible to fit a model to CMCase activity. The enzymes are most active between 50 °C and 65 °C, pH 4.5 to 5.5. The half-life for cellulases at 50 °C was approximately 32 hours and for xylanase 66 minutes at 60 °C. In application of enzymes was observed lower yield on glucose conversion in the saccharification of biomass comparing T. deliquescens extract and the commercial extract Multifect® CL. However, the yield of xylan conversion was about 4 times higher. When applied in pulp bleaching, a GH11 xylanase produced by the fungus led to a 14% reduction in the use of chlorine dioxide as well as higher levels of pulp brightness. These data have shown us the great potential of the use of enzymatic extracts produced by the straiw J-7 of T. deliquescens in studied processes.

Submitted by Marco Antônio de Ramos Chagas (mchagas@ufv.br) on 2016-06-09T14:46:51Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 707650 bytes, checksum: e565a1a76d10efdf3e2e52f4a82435cc (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-09T14:46:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 707650 bytes, checksum: e565a1a76d10efdf3e2e52f4a82435cc (MD5) Previous issue date: 1998-01-23 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Foi investigado o uso do pseudocaule de Musa sp., principal resíduo da bananicultura, na produção de celulose kraft branqueável para confecção de papel especial utilizado na restauração de documentos. A matéria prima utilizada, com cerca de 94% de umidade, foi obtida de plantios comerciais existentes em Janaúba- MG. Os pseudocaules foram cortados em toretes de 10 cm de altura e secos ao ar. A constituição estrutural do pseudocaule, base peso verde, foi determinada como sendo 75,3 % para a região externa ou bainha e 24,7 % para a região interna ou medula. A densidade básica dessa matéria prima foi determinada como 52 Kg/m 3 , valor muito inferior ao de madeiras de folhosas e de coníferas. Suas ibras apresentaram dimensões médias de 2,9 mm de comprimento, 20,9 μm de diâmetro, 14,1 μm de lúmen e 3,4 μm de espessura de parede, o que permite sua classiicação como vegetal de ibra longa. A análise química do pseudocaule apresentou 57,3 % de holocelulose, 17,7 % de lignina, 16,4 % de pentosanas, 15,5 % de cinzas, 9,4% de extrativos em alcool/tolueno, 22,6% de extrativos em água quente e 40,6 % de extrativos em NaOH 1%. Para a separação das duas frações que constituem o psedocaule da bananeira, a fração de ibras e a de material mucilaginoso ou inos, foram utilizados tratamentos a 120°C com água e soluções aquosas de NaOH e H 2 SO 4 a 2%, base peso seco. Os rendimentos em ibras obtidos para os três tratamentos foram, respectivamente, 51, 46 e 40 %. Foi utilizado o processo kraft para produção de polpa celulósica, utilizando tanto o pseudocaule integral como a fração de ibras. As polpas do pseudocaule integral apresentaram número kappa superior a 32, mesmo quando foram utilizadas elevadas cargas de álcali. A polpação kraft da fração de ibras obtida com os pré-tratamentos de NaOH, H 2 O e H 2 SO 4 resultou em número kappa 17 e viscosidades em torno de, respectivamente, 45, 23 e 31 cP. A desligniicação com oxigênio das polpas kraft obtidas da fração de ibras do pseudocaule apresentaram menores índices de redução da lignina e de rendimento que valores convencionais para polpas de Pinus e Eucalyptus. As polpas kraft-O 2 foram branqueadas pela sequencia DEpD a alvura de 79% ISO, valor inferior ao obtido convencionalmente para polpas de Eucalyptus. As propriedades físico-mecânicas das polpas celulósicas branqueadas de Musa sp, produzidas após pré-hidrólise, foram superiores às de celulose de Eucalyptus. A polpa celulósica kraft branqueada de bananeira possibilitaria a confecção de folhas com características similares ou superiores às do “papel japonês” utilizado para restauração de documentos. / Dissertação antiga, sem ficha catalográfica

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2016-10-07T18:16:50Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 4111728 bytes, checksum: 4ad81a025fd34c830a7f3c79c9cd0b17 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-07T18:16:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 4111728 bytes, checksum: 4ad81a025fd34c830a7f3c79c9cd0b17 (MD5) Previous issue date: 2011-05-06 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Cellulose, hemicelluloses and lignin are the three structural components of biomass. They were detailed studied and exploited to achieve the biorefinery model. Cellulose and hemicelluloses were extracted from Eucalyptus urograndis hardwood specimens while lignin was extracted from Eucalyptus urograndis, Eucalyptus globulus, Eucalyptus nitens and Populus trichocarpa specimens. Nanofibrillated cellulose (NFC) was modified with TEMPO and hydroxyapatite (HAp) and then, used to produce cellulose-based aerogels by direct freeze-drying. Oxidized aerogels morphology shows a homogeneous pore size distribution which was maintained after HAp addition. Modified aerogels produced also displayed higher strength than the non- modified one. Xylans polysaccharides were either used as an additive on cellulose pulp and also as basis for production add-value materials - hydrogels. For the primary use, xylans were modified to produce different amounts and types of uronic acids and the effect of the chemical modification, temperature and time of adsorption onto eucalyptus pulp was investigated. Higher temperatures greatly improved adsorption whereas adsorption time had no significant effect on adsorption. Low uronic acid-xylan had greater adsorption on pulp, followed by enriched hexenuronic acid xylan and xylan enriched with methylglucuronic acid groups. Xylans were also used to produce hydrogels in two different ways via radical polymerization: i) Xylan/poly(2- hydroxyethylmethacrylate)-based hydrogels were prepared after crosslinking induced by methacrylic monomers and ii) lignin-carbohydrate complex-based hydrogels using methacrylic monomers. Hydrogels properties could be easily tuned according to the presence acetyl groups and degree of substitution of methacrylate monomers attached to the xylan chain. Acetyl groups introduced compactness and stiffness to the hydrogels which ultimately reduced their water swelling capacity and moreover, enhanced their drug release properties. For the second path, a facile step to form hydrogels by radical polymerization with HEMA was successfully accomplished. The presence of double bonds formed during mild delignification (using peracetic acid) of lignin-carbohydrate complex (LCC) was the reason attributed to the crosslinking. Once again, the presence of acetyl groups in xylan chains played an important role for tuning hydrogel properties. Finally, lignin from kraft liquor was isolated (technical lignin – TL) and its structure was correlated to the pyrolysis energy measured by differential scanning calorimetry (DSC). Negative relationships were found between lignin substructures such as methoxyl groups, syringyl/guaiacyl and aliphatic OHs whereas positive correlation was found between condensed structures and enthalpy values. / Celulose, hemiceluloses e lignina são os três principais componentes da biomassa. Esses componentes foram detalhadamente estudados e explorados com o objetivo de se alcançar o modelo de biorrefinaria. Celulose e hemiceluloses foram extraídas da madeira de Eucalyptus urograndis enquanto a lignina foi extraída dessa mesma espécie e de outras três espécies de folhosas (Eucalyptus globulus, Eucalyptus nitens, Populus trichocarpa). Celulose nanofibrilada (NFC) foi modificada usando TEMPO e hidroxiapatita (HAp) e posteriormente usada para produzir aerocelulose através de secagem direta por liofilização. A morfologia dos aerogéis de celulose oxidados mostraram uma distribuição homogênea no tamanho dos pores. Tal distribuição foi mantida após adição de HAp. Aerogels de celulose modificada também apresentaram-se mais resistentes a pressão que os seus correspondentes não modificados. Xilanas foram usadas tanto como aditivos na polpa celulósica como para produção de materiais com alto valor agregado – hidrogéis. Para o uso como aditivos, as xilanas foram modificadas para produzir diferentes quantidades e tipos de ácidos urônicos e o efeito da modificação química, temperatura e tempo de adsorção na polpa de eucalipto foi investigada. Os resultados mostraram que altas temperaturas aumentam significativamente a adsorção, enquanto tempo de adsorção não apresenta o mesmo efeito na adsorção. Xilanas com baixo teor de ácidos urônicos tiveram foram melhor adsorvidas, seguidas por xilanas enriquecidas com ácidos hexenurônicos e finalmente, xilanas com alto teor de ácidos metilglicurônicos. Xilanas também foram usadas para produzir hidrogéis em duas rotas diferentes: i) hidrogéis de xilana/poli(2- hidroxietilmetacrilato) foram preparados após reticulação induzida por monômeros metacrílicos e ii) hidrogéis de xilana ligadas a lignina (complexo lignina-carboidrato) usando monômeros metacrílicos. Propriedades dos hidrogéis puderam ser facilmente modificadas de acordo com a presença dos grupos acetila e do grau de substituição dos monômeros metacrilato ligados as cadeias de xilana. Grupos acetila introduziram compactação e rigidez aos hidrogéis, reduzindo a capacidade de inchamento dos mesmos e também, melhorando propriedades tais como liberação do medicamento (doxorubicin) adicionados previamente nos hidrogéis. Para a segunda rota de produção de hidrogéis, polimerização radicalar com hidroxiethilmethacrilate (HEMA) foi realizada com sucesso por meio de uma etapa facilitada devido a presença de duplas ligações formadas durante branda deslignificação (usando ácidos peracético) dos complexos lignina-carboidratos, que foi a razão atribuída à formação da reticulação. Finalmente, ligninas isoladas do licor kraft (lignina técnica – TL) e suas estruturas foram correlacionadas com a energia da pirólise medida por ―differential scanning calorimetry‖ (DSC). Correlações negativas foram encontradas entre energia da pirólise e substruturas da lignina tais como grupos metoxila, siringuil/guaiacil e hidroxila alifáticas enquanto correlações positivas foram encontradas entre estruturas condensadas e valores de entalpia.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:37:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 327996.pdf: 6034214 bytes, checksum: 740bb28429f0b1e03fedd67770eaf1b0 (MD5) Previous issue date: 2014 / A Aloe vera, popularmente denominada babosa no Brasil, é uma planta originária da África, utilizada por culturas antigas do Mediterrâneo e do Egito devido às suas propriedades terapêuticas e medicinais. O extrato do parênquima de reserva desta planta, denominado gel de A. vera, apresenta ampla gama de compostos que possuem atividades farmacológicas de interesse medicinal. A incorporação de porções de A. vera no desenvolvimento de novos materiais, como a celulose bacteriana (CB), promove alterações morfológicas, mecânicas e químicas de grande interesse para engenharia tecidual e na produção de novas classes de dispositivos biomédicos. Na produção dos hidrogéis celulose bacteriana e A. vera, o meio de cultura da bactéria Gluconacetobacter hansenii foi formulado com três porções de A. vera, variando as concentrações de 20%, 40%, 60%, 80% a 100% (v/v). Apenas as formulações de 20%, 40% e 60% (v/v), das três porções, produziram com sucesso materiais com características distintas e singulares de microestrutura, caracterizadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV); de propriedades mecânicas, químicas, avaliadas qualitativamente por espectroscopia de infravermelho por refletância total atenuada (FTIR-ATR); e também foram caracterizadas quanto à capacidade de absorção de água e cristalinidade. Além disso, células de fibroblastos da linhagem L929, foram semeadas sobre os materiais para avaliação da citotoxicidade, adesão e morfologia celular em função do tempo. Os fibroblastos permaneceram viáveis em até 48 horas de cultura em todos os hidrogéis desenvolvidos e apresentaram morfologia alongada e melhor aderência nas membranas formuladas com 60% das três porções. Os materiais formulados com 60% de A. vera na celulose bacteriana se mostraram plataformas promissoras para o desenvolvimento de dispositivos para regeneração de pele.<br> / Abstract : Aloe vera, usually known in Brazil as "babosa", originary plant from Africa, was used by ancient cultures of the Mediterranean and Egypt due to therapeutic and medicinal properties. The parenchyma reserve extract of this plant, called A. vera gel, presents a wide range of compounds which has pharmacological activities of medicinal interests. The incorporation of A. vera portions in development of new materials, such as bacterial cellulose (BC), promotes morphological, chemical and mechanical changes of great interests for tissue engineering and production of new classes of biomedical devices. In the production of bacteria cellulose and A. vera hydrogels, the culture medium of the bacteria Gluconacetobacter hansenii was formulated with three portions A. vera, raging the concentrations from 20%, 40 %, 60 %, 80% to 100% (v/v). Only formulations of 20 % , 40 % and 60 % (v/v), for three portions, produced successfully materials with distinct and unique characteristics of microstructure; characterized by scanning electron microscopy (SEM); mechanical and chemical properties; evaluated qualitatively by infrared spectroscopy by attenuated total reflectance (FTIR-ATR), and were also characterized by their ability to absorb water and crystallinity. Moreover, fibroblast cells of the L929 strain were seeded on the material to evaluate cytotoxicity, cell adhesion and morphology as a function of time. Fibroblasts remained viable for up to 48 hours of culture, in all developed hydrogels, and showed elongated morphology and better adhesion on the membranes formulated with 60 % of the three portions. The materials formulated with 60% of A. vera into bacterial cellulose proved are promising scaffold for the development of new devices for skin regeneration.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:59:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 328682.pdf: 1289481 bytes, checksum: d3c73b57b619fdfc6698fa38bc425b09 (MD5) Previous issue date: 2014 / Doenças cardiovasculares são uma das principais causas de mortalidade em muitas partes do mundo, com a aterosclerose figurando como principal causa de oclusão coronariana, acidente vascular cerebral e aneurisma da aorta. A veia safena é a prótese vascular mais comumente usada para enxertos vasculares de pequeno calibre (< 6 mm). No entanto, 10% -40% dos pacientes não têm uma veia safena adequada para substituição de prótese devido à incompatibilidade de tamanho ou doença venosa. Abordagens de engenharia de tecidos estão sendo usadas para desenvolver métodos paliativos para essas patologias, como a construção de vasos sanguíneos artificiais. Este trabalho teve como objetivo a biossíntese de vasos artificiais a partir de celulose bacteriana (CB) produzida por Gluconacetobacter hansenii. Os vasos obtidos exibiram propriedades mecânicas comparáveis às dos vasos nativos e sua análise morfológica mostrou a presença de fases ligadas entre si, uma superfície densa e outra porosa, imitando a túnica íntima e média dos vasos nativos, respectivamente. A cultura in vitro das células musculares lisas de aorta humana no interior dos vasos de CB demonstrou a sua capacidade de suportar a colonização celular, tendo as células permanecido viáveis após 14 dias de cultura e apresentando uma morfologia alongada. Os vasos colonizados por sete dias seguiram para um reator de fluxo pulsante, onde permaneceram por mais sete dias em condição dinâmica. O vaso de celulose tecidual muscular apresentou a formação de uma monocamada confluente e direcionada paralelamente à direção do fluxo contínuo. Em condições de cultura dinâmica as células apresentaram maior viabilidade e capacidade de proliferação do que no controle estático, indicando que o ambiente celular propiciado pelo reator de perfusão mimetizam aqueles encontrados no sistema vascular natural. Estes vasos de CB constituem uma plataforma para aplicações como biorreator tecidual, permitindo ensaios com células e outros agentes terapêuticos, através de interações com a monocamada de células confluentes que responde à estimulação dinâmica de fluxo pulsante.<br> / Abstract : Cardiovascular diseases are one of the main causes of mortality in many parts of the world, with atherosclerosis figuring as the principal cause of coronary occlusion, stroke and aortic aneurysm. Saphenous vein is the most commonly used vascular prosthesis for small-caliber (< 6 mm) vascular grafts, however, 10%?40% of patients do not have a saphenous vein suitable for prosthetic replacement due to size mismatch or venous disease. Tissue engineering approaches are being used to develop palliative methods for these pathologies such as the construction of artificial blood vessels. Here we describe the biosynthesis of artificial blood vessels using Gluconacetobacter hasenii?s bacterial cellulose (BC) as scaffolding. The vessels obtained exhibited morphological and mechanical properties similar to native vessels and their morphology showed the presence of a dense and a porous phase, connected as a basis to mimic the intimal and medial layers of a blood vessel, respectively. In vitro cultures of human aortic smooth cells HASMCs in the presence of cellulose tubular scaffolds demonstrated their ability to support cell colonization, with cells remaining viable after 14 days of culture and showing an elongated morphology. Vessels colonized for seven days were placed in a pulsed flow reactor, where they remained for another seven days in dynamic condition. The cellulose muscle tissue vessel showed the formation of a confluent monolayer oriented parallel to direction in the continuous flow. In the interior of the vessels, cells in dynamic culture condition showed greater proliferation and cell viability compared to the static control. These BC vessels have proved to be a promising platform for the development of an in vivo-like bioreactor, allowing cell and drug assays on the confluent cell monolayer which responds to the dynamic stimulation of pulsatile flow.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-03-18T21:01:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 332250.pdf: 1653346 bytes, checksum: f3fd5e334b6ef49f6768d6fec1f3a5ea (MD5) Previous issue date: 2014 / A celulose bacteriana (CB) é um polímero produzido por diversas bactérias, entre elas a bactérias do gênero Gluconacetobacter. Este polímero apresenta-se como uma rede de nanofibras com propriedades físico-químicas peculiares, o que o possibilita a ser utilizado como biomaterial em diversas áreas. Este biomaterial pode ter o seu espectro de aplicação ainda mais ampliado quando produzido com a incorporação de frações de extratos naturais. A Aloe vera (Aloe barbadensis Miller) é uma planta que apresenta propriedades terapêuticas e medicinais utilizadas há milhares de anos. Ela possui polissacarídeos em sua composição que atuam fortemente na regeneração e reparo de tecidos lesionados. O objetivo deste trabalho foi avaliar o comportamento das células de fibroblasto e queratinócito quando cultivadas na superfície mais porosa de membranas de CB pura e membranas de CB com incorporação de frações de Aloe vera (CB-Aloe), na perspectiva de se desenvolver futuramente um biomaterial que atue como substituto de pele humana. Por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) mostrou-se que a incorporação de Aloe vera nas membranas CB não alterou a estrutura da rede nanofibras de CB pura. A análise por espectroscopia de infravermelho por refletância total atenuada (FTIR-ATR) identificou diferenças referentes aos grupos amino existentes nas frações de Aloe vera, bem como a presença de anéis piranosídicos, tais como de ß-D-manose e de ß-D-glicose. Foi possível identificar que células epiteliais quando cultivadas sobre a superfície porosa das membranas de CB com incorporação de duas frações específicas de Aloe vera (CB-G e CB-T) apresentaram atividade metabólica e proliferação celular mais expressiva do que as demais membranas estudadas. A biossíntese de colágeno por fibroblastos foi significantemente aumentada nas membranas de CB-Aloe quando comparada com a CB pura. A análise morfológica por MEV de células cultivadas sobre as membranas modificadas (CB-Aloe) mostraram que células epiteliais aderiram em todas as membranas, mas só foi observada que células cultivadas em CB pura e em CB com a incorporação de uma fração específica de Aloe vera (CB-F), estavam espraiadas indicando um efeito positivo dessa fração de Aloe vera na adesão celular.<br> / Abstract : Bacterial cellulose (BC) is a polymer produced by various bacteria, including the bacterium of the Gluconacetobacter genre. It is synthesized as a network of nanofibers with particular physicochemical properties, which make it a suitable biomaterial for the use in a variety of fields. The range of application of this biomaterial can be further expanded by the incorporation of natural extracts with biological activities. Aloe vera (Aloe barbadensis Miller) is a plant with well-documented medicinal and therapeutic properties, particularly active in regeneration and repair of injured tissues, mainly due to its particular polysaccharide composition. The objective of this study was to evaluate the behavior of keratinocyte and fibroblast cells when grown on the porous surface of pure BC membranes or on BC membranes incorporated with Aloe vera fractions (BC-Aloe), in view of the development of a biomaterial that could be used as human skin substitute. Scanning Electron Microscopy (SEM) analysis showed that the incorporation of Aloe vera into the BC nonofibers did not alter the original structure of the fiber network. Attenuated total reflectance Fourier transform infrared spectroscopy (ATR-FTIR) analysis identified differences in amino groups present in the membranes with or without Aloe vera, as well as the presence of pyranoside rings, such as ß-D-mannose and ß-D-glucose specifically in the BC-Aloe membranes. Metabolic activity and cell proliferation were more expressive when epithelial cells were cultured over the porous surface of BC membranes incorporated with two specific Aloe vera fractions (BC-T and BC-G). Biosynthesis of collagen was increased in fibroblasts cultivated on BC-Aloe membranes when compared to those cultivated on pure BC membranes. Morphological SEM analysis of cells cultivated over the modified membranes showed that epithelial cells adhered to all membranes, but spreading was only observed for cells grown on pure BC or BC incorporated with one specific Aloe vera fraction (BC-F), indicating a positive effect of this Aloe vera fraction on the cellular adhesion of the biomaterial.

Made available in DSpace on 2012-09-05T18:24:05Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) 322.pdf: 12346686 bytes, checksum: 7fcba6d0fef268b02f93c3b6772cbb26 (MD5) Previous issue date: 2008 / Detrás del maquillaje verde mediático-corporativo, la actual forma de producirde celulosa para exportación en América Latina esconde fuertes impactos ambientales, sociales y a la salud colectiva. Se trata de un proceso conducido por formas insostenibles de consumo, basado tanto en una explotación forestal intensiva y extensiva como en el funcionamiento de enormes plantas pulperas para producir madera rápida y pulpa de mercado respectivamente. Por medio de un abordaje metodológico dialéctico e interdisciplinario, se explica la emergencia histórica de las conflictivas forestación insostenible y concentración tecnológica en la región. También se muestra, por un lado, la limitación del conocimiento científico disciplinario para legitimar la gestión ambiental de procesos complejos de este tipo y, por otro, las limitaciones éticas para legitimar cualquier gestión de recursos naturales impuesta por la modalidad delos hechos consumados. En este sentido, la democratización entendida como el acceso efectivo de los ciudadanos a los procesos de toma de decisión aparece como una salida, no apenas a la degradación ambiental y de la calidad de vida, sino como un requisito indispensable para la justicia social. Democratización que bien podría comenzar por el efectivo acceso ciudadano a información de calidadies

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Programa de Pós-Graduação em Engenharia e Ciências Mecânicas, Joinville, 2017. / Made available in DSpace on 2017-08-15T04:11:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 347261.pdf: 1767746 bytes, checksum: 05f30ab2ce5827e8d0293eda557180f2 (MD5) Previous issue date: 2017 / A celulose bacteriana (CB) é um biopolímero com propriedades interessantes, tais como, biocompatibilidade, alta resistência à tração, alta capacidade de absorção, retenção de água e alta cristalinidade. A celulose é o polímero mais abundante da terra, podendo ser produzida por plantas e por vários microrganismos. Bactérias do gênero Komagataeibacter, que foram usadas neste estudo, têm carácter não patogênico e mantém a capacidade de sintetizar nanofibras de celulose em meio estático e em condições dinâmicas, na qual há uma tendência para a formação de geometrias membranosas e corpos tridimensionais de formas esféricas, respectivamente. Na primeira etapa deste trabalho, o objetivo principal foi avaliar e caracterizar a produção de esferas de CB produzidas com a bactéria Komagataeibacter hansenii ATCC 23769, sob cultivo agitado e diferentes condições de operação. Para isto, utilizou-se um planejamento experimental envolvendo as variáveis correspondentes a fonte de carbono, concentração de inóculo, volume do meio de cultura, volume do frasco Erlenmeyer e a velocidade de agitação. Os resultados experimentais mostraram que o rendimento mais elevado de celulose bacteriana na forma de hidrogel foi obtido sob condições em que a fonte de carbono utilizada foi o glicerol, na temperatura controlada de 25 °C e com a velocidade de agitação de 125 rpm. Nanopartículas de dióxido de titânio (TiO2) são extremamente importantes em aplicações elétricas, fotocatalíticas e biomédicas. Materiais multifuncionais com propriedades diferenciadas, baseados em celulose bacteriana, podem ser concebidos a partir de nanocompósitos de CB/TiO2 pelo método ex-situ de imersão sol-gel. Deste modo, a segunda etapa do trabalho foi composta pela fabricação de nanocompósito constituído de hidrogel CB/TiO2. As caracterizações foram realizadas por microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia de energia dispersiva (EDS) e espectroscopia no infravermelho por transformada de Fourier (FTIR). A análise morfológica do nanocompósito revelou a existência de interação molecular e adesão entre as nanopartículas de TiO2 e a matriz de nanofibras de celulose, onde a presença de picos de Ti no espectro EDS foram encontrados, provando a incorporação bem sucedida das nanopartículas. O FTIR revelou a modificação dos grupos funcionais, o que sugeriu a interação entre os componentes. Devido ao grande potencial fotocatalítico das nanopartículas de TiO2 e pela possibilidade de confecção de hidrogéis esféricos de CB, contendo elevada área superficial, a terceira etapa do projeto foi composta pelo desenvolvimento de nanocompósitos esféricos de CB/TiO2 confeccionados via imersão sol-gel e via síntese direta de nanopartículas de TiO2. O objetivo da confecção dos nanocompósitos em duas vias é a comparação de eficiência do efeito fotocatalítico. As caracterizações morfológicas foram realizadas via MEV e a avaliação da atividade fotocatalítica foi conduzida em um reator fotocatalítico de baixa potência (UV-C 15W), por fim, a análise quantitativa foi via a degradação de um corante medida por espectroscopia visível. Como resultado final os materiais alcançaram uma capacidade de remoção do corante de 89,58 e 70,83% através da fotocatálise dos nanocompósitos de CB/TiO2 confecionados via a adição das nanopartículas pelos métodos ex-situ e in-situ, respectivamente. Estes bons resultados possibilitarão a utilização deste material no tratamento de efluentes industriais.<br> / Abstract : Bacterial cellulose (BC) is a biopolymer with interesting properties, such as biocompatibility, high tensile strength, high absorption capacity, water retention and high crystallinity. Cellulose is the most abundant polymer of the earth, it can be produced by plants and by various microorganisms. Bacteria of the Komagataeibacter genus, which were used in the experiments have non-pathogenic character and hold the ability to synthesize cellulose nanofibers in static medium and in dynamic conditions, where there is a tendency in the formation of membranous geometries and three-dimensional bodies of spherical shapes, respectively. The first step of this work was to evaluate and characterize the production of spherical BC produced with Komagataeibacter hansenii ATCC 23769 bacteria under agitated culture and different operating conditions. A design of experiments was used to evaluate the parameters corresponding to a carbon source, inoculum concentration, the volume of the culture medium, the volume of the Erlenmeyer flask and stirring speed. The experimental results showed that the highest yield of bacterial cellulose as hydrogel was obtained with the utilization of glycerol, temperature controlled at 25 °C and agitation speed of 125 rpm. Nanoparticles of titanium dioxide (TiO2) are extremely important in electrical applications, photocatalysis, sensors and biomedical areas. Multifunctional materials, based on bacterial cellulose, with differentiated properties can be designed from the CB/TiO2 nanocomposite by ex situ method of sol-gel immersion. It was manufactured as a nanocomposite consisting of CB/TiO2 hydrogel. The characterizations were carried out by scanning electron microscope (SEM), energy dispersive spectroscopy (EDS) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). The morphological analysis of nanocomposite revealed the existence of molecular interaction and adhesion between TiO2 nanoparticles and cellulosic nanofibers matrix, where the presence of Ti peaks in EDS spectra was discovered, proving the successful incorporation of nanoparticles. The FTIR showed modification on the functional groups, suggesting an interaction between the components. Due to the large photocatalytic activity of TiO2 nanoparticles and the possibility to produce spherical hydrogels of BC with high surface area, the third step of the project will consist of the development of spherical nanocomposites BC/TiO2 prepared by immersion sol-gel and by direct synthesis of TiO2 nanoparticles. Both nanocomposites will be compared for the photocatalytic effect. Morphological characterizations will be performed through SEM and the evaluation of the photocatalytic activity will be conducted at a low power photocatalytic reactor (15W UV-C). Finally, the quantitative analysis will be measured by degradation of a dye at visible spectroscopy. As final results materials achieved a dye removal capacity of 89.58 and 70.83% by photocatalysis of the CB/TiO2 nanocomposites produced by addition of the nanoparticles via ex-situ and in-situ methods, respectively. These good results will enable the use of this material in the treatment of industrial effluents.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2017 / Made available in DSpace on 2017-09-19T04:11:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 347910.pdf: 2673803 bytes, checksum: 814790580cf469286776917abcc8a6c3 (MD5) Previous issue date: 2017 / As indústrias de papel e celulose contribuem de forma relevante para o desenvolvimento econômico e social de um país. Porém as mesmas apresentam as maiores fontes de poluição ambiental, principalmente por que geram grandes volumes de efluentes. Considerando as características dos efluentes, a atual escassez dos recursos hídricos e priorizando a proteção do meio ambiente, cresce a demanda por estudos que apontem novas tecnologias e alternativas eficientes para tratamento de águas residuárias industriais. Neste contexto, este trabalho possui como objetivo avaliar o processo oxidativo avançado UV/H2O2 aplicado como pós- tratamento de águas residuárias da indústria de papel e celulose. O efluente estudado foi coletado em uma indústria de papel e celulose localizada no meio oeste do Estado de Santa Catarina. Os ensaios foram realizados em escala de laboratório e executados em um reator fotoquímico equipado com uma lâmpada de mercúrio de 125 W. A coleta das amostras para monitoramento dos parâmetros de interesse foram realizadas nos intervalos de 5, 10, 15, 30, 45, 60, 90 e 120 minutos de irradiação UV. As concentrações de H2O2 variaram entre 15 e 200 mg.L-1. Os resultados revelaram a efetividade da oxidação de substâncias orgânicas com remoção de 84 % da DQO e 92% da DBO5. A remoção da cor foi total para todas as concentrações de H2O2 testadas. No monitoramento da turbidez, as concentrações de 30 ,45 e 100 mg.L-1 de H2O2 removeram em média 46%, enquanto que as aplicações de 150 e 200 mg.L-1 reduziram 80% da turbidez. Na remoção de sólidos totais, foram alcançados índices de redução de até 50%. Para os sólidos suspensos totais o processo UV/H2O2 mostrou-se mais efetivo, com índices de remoção entre 80 e 100% ao final do tratamento foto-oxidativo. Em relação aos compostos de lignina e aromáticos, a remoção foi total em todas as concentrações de H2O2 aplicadas. A toxicidade do efluente pré e pós-tratamento foto-oxidativo foi investigada com bioensaios utilizando Lactuca sativa. A comparação dos resultados obtidos em pH ácido (2,5) e em pH natural do efluente, mostrou a efetividade do tratamento dos efluentes da indústria de papel e celulose pelo processo UV/H2O2 em meio ácido.<br> / Abstract: The cellulose and paper industries contribute of relevant to social and economic development of a country, but the same introduce the biggest sources of environmental pollution, mainly by create big capacity of wastewater. Whereas the characteristics of effluents, the current scarcity of water resources and prioritizing environmental protection, growing demand for studies that point out new technologies and efficient alternatives for industrial wastewater treatment. In this context this work has as objective to evaluate the oxidative process advanced UV/H2O2 applied as post-treatment of wastewater from cellulose and paper industry. The effluent studied was collected at the cellulose and paper industry located in the Midwest of the state. The assay were performed on laboratory scale and executed in a photochemical reactor equipped with a mercury lamp of 125 W. The collection samples for monitoring of the parameters of interest were performed in the intervals of 5, 10, 15, 30, 45, 60, 90 and 120 minutes of irradiation UV. The concentration of H2O2 varied in between 15 and 200 mg L-1. The results revealed the effectiveness of the oxidation of organic substances with removal of 84% DQO and 92% DBOs. The removal of the color was absolute for all the concentrations of H2O2 tested. In monitoring the turbidity, the concentrations of 30, 45 and 100 mg L-1 of H2O2 removed on average 46%, while the applications of 150 and 200 mg L-1 reduced 80% of turbidity. In removing total solids, were achieved index of reduction from the 50%. For total suspended solids process UV/H2O2 proved to be more effective, with index of removal between 80 and 100% at end of photo oxidative treatment. In relation to lignin aromatic and compounds, removal was total in all concentrations of H2O2 applied. The toxicity of effluent pre and post treatment photo oxidative was researched with bioassays using Lactuca sativa. The simile of the results in acidic pH (2,5) and at natural pH of effluent, showed the effectiveness of the treatment of the effluents from cellulose and paper industry by process UV/H2O2 in acid medium.