O Brasil é atualmente o maior produtor e exportador mundial de açúcar e a aguardente de cana aqui produzida é a terceira bebida destilada mais consumida no mundo. Contudo, estes produtos ainda têm a sua qualidade afetada pela presença de Dextranas. Devido à sua origem (produto secundário do metabolismo bacteriano) e por conta das suas propriedades físico-químicas, as dextranas constituem um importante meio para a avaliação da qualidade do açúcar. No âmbito industrial, as dextranas podem causar diversos problemas ao setor alimentício que utiliza o açúcar como matéria-prima, além de estarem diretamente relacionadas à formação de precipitados na aguardente de cana adoçada. Este trabalho apresenta o primeiro perfil da distribuição de massa molar das dextranas presentes no açúcar brasileiro em função dos seus valores de Mn, Mw, Mz e polidispersividade, os quais exercem influência significativa sobre suas características físico-químicas. Estes parâmetros foram determinados via cromatografia líquida de exclusão por tamanho. O perfil de distribuição de massa molar traçado exibiu, majoritariamente, a presença de dois grupos de dextranas com valores de Mw médios de 5,0 x 106 e 4,8 x 104 Da, e, ocasionalmente, a presença de dextranas que foram classificadas num terceiro grupo com massas molares da ordem de 105 Da. Através deste perfil, foram avaliadas, em sistemas modelo aguardente-dextrana, as influências dos fatores temperatura, acidez, presença dos íons metálicos CuII, FeIII, CaII e MgII e incidência de luz sobre a velocidade de formação dos depósitos de dextranas na aguardente de cana. Demonstrou-se que a acidez e a temperatura foram os fatores que mais influenciam na velocidade de precipitação das dextranas em aguardentes de cana adoçadas. / Brazil is the largest producer and exporter of sugar in the world, and the cachaça is the third most produced distilled beverage in the world. However, these products have their quality affected by the presence of dextrans. Because of its origin (a secondary compound of bacterial metabolism) and due to its physical-chemical properties, the dextrans are an important indicator to assess the sugar quality. Dextrans can lead to problems in processed food production, and it has a strong relation with insoluble deposits in sugared sugar cane spirits. The dextran molecular mass distribution profile in terms of Mn, Mw Mz and polydispersity in Brazilian sugars are reported for the first time. The analyses were accomplished by Size-exclusion chromatography, using a refraction index detector. In most of the sugar samples, it was possible to identify two major groups of dextrans with Mw averages of 5.0 x 106 e 4.8 x 104 Da. A third group of dextrans with Mw of 105 was occasionally observed. With this data, model systems were built to assess the influence of the temperature, acidity, presence metalic ions CuII, FeIII, CaII, and MgII, light incidence in relation of dextran precipitation velocities. It is demonstrated that factors temperature and acidity are the most influential in the dextran precipitation velocity in sugar cane spirits.

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No. of bitstreams: 1 ROSA_Wesley_2016.pdf: 8516860 bytes, checksum: ee5a7fd54adf8975660601cc883291f2 (MD5) Previous issue date: 2016-03-28 / Não recebi financiamento / The need to obtain biomaterials in order to reduce environmental impacts has been the focus of research groups in recent years, and cellulose, a dominant component at most forms of plants is a promising resource because of its abundance. In order to improve the ability processing, the chemical modification of cellulose has been widely studied. Among the most important reactions of cellulose are: etherification, esterification, acetylation and oxidation; being cellulose acetate, viscose, nitrocellulose and cellulose ethers, the main cellulose derivatives. The chemical modification with isocyanates presents some unique properties, such as absence of by-products and chemical stability of the urethane group. In this work we were synthesized gels obtained by modified cellulose acetate (CA) with a degree of substitution (DS) 2,5 by crosslinking, with 4,4' - Diphenylmethane diisocyanate (MDI) in stoichiometry of 1:1, in homogeneous by varying the humidity and the homogenization time. For characterization were used the following techniques and tests: vibrational infrared absorption spectroscopy (Fourier Transform Spectrometer - FTIR), size exclusion Chromatography (SEC), molecular absorption spectrophotometry UV-VIS, density determining of the gels by pycnometry, determination of the coefficient swelling, determination of cross-links by Flory-Rehner theory, thermogravimetry (TG) and scanning electron microscopy (SEM). Crosslink density results showed that the gel synthesized in the absence of moisture suffered greater crosslinking with an average number of repeat units between the crosslinking points of about 1000 times lower. The potential applications of these gels were tested, by using than as stationary phase in size exclusion chromatography, having been assessed its efficiency in the fractionation and separation of natural and synthetic polymers. Results showed the effectiveness of the gel as stationary phase on separation of polymers, opening up a range of opportunities, taking into consideration the simplicity of the process and lower costs attributed to it. / A necessidade de se obter biomateriais na tentativa de reduzir impactos ambientais tem sido o foco de grupos de pesquisa nos últimos anos e, a celulose, um componente dominante na maioria das formas de plantas, é um recurso promissor devido à sua abundância. A fim de melhorar a capacidade de processamento, a modificação química da celulose tem sido amplamente estudada. Dentre as reações mais importantes da celulose estão: eterificação, esterificação, acetilação e oxidação; sendo o acetato de celulose, viscose, nitrocelulose e éteres de celulose, os principais derivados da celulose. A modificação química com isocianatos apresenta algumas propriedades únicas, como ausência de produtos secundários e estabilidade química do grupo uretano. Nesse trabalho foram sintetizados géis obtidos por meio da modificação de Acetato de Celulose (AC) com grau de substituição (GS) 2,5 através da reticulação com 4,4' - Difenilmetano Diisocianato (MDI), na estequiometria 1:1, em meio homogêneo, variando a umidade e o tempo de homogenização. Para caracterização foram utilizadas as seguintes técnicas e ensaios: espectroscopia vibracional de absorção no infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), cromatografia de exclusão por tamanho (SEC), espectrofotometria de absorção molecular UV-VIS, determinação de densidade dos géis por picnometria, determinação do coeficiente de intumescimento, determinação de ligações cruzadas pela teoria de Flory-Rehner, termogravimetria (TG) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Resultados da densidade de ligações cruzadas mostraram que o gel sintetizado na ausência de umidade sofreu uma maior reticulação, com um número médio de unidades de repetição entre os pontos de reticulação cerca de 1000 vezes menor. As aplicações potenciais desses géis foram testadas como fase estacionária em cromatografia de exclusão por tamanho, tendo sido avaliada sua eficiência no fracionamento e separação de polímeros naturais e sintéticos. Resultados mostraram a eficácia do gel como fase estacionária na separação de polímeros, abrindo uma gama de oportunidades, levando-se em consideração a simplicidade do processo e os baixos custos a ele atribuídos.

O Brasil é atualmente o maior produtor e exportador mundial de açúcar e a aguardente de cana aqui produzida é a terceira bebida destilada mais consumida no mundo. Contudo, estes produtos ainda têm a sua qualidade afetada pela presença de Dextranas. Devido à sua origem (produto secundário do metabolismo bacteriano) e por conta das suas propriedades físico-químicas, as dextranas constituem um importante meio para a avaliação da qualidade do açúcar. No âmbito industrial, as dextranas podem causar diversos problemas ao setor alimentício que utiliza o açúcar como matéria-prima, além de estarem diretamente relacionadas à formação de precipitados na aguardente de cana adoçada. Este trabalho apresenta o primeiro perfil da distribuição de massa molar das dextranas presentes no açúcar brasileiro em função dos seus valores de Mn, Mw, Mz e polidispersividade, os quais exercem influência significativa sobre suas características físico-químicas. Estes parâmetros foram determinados via cromatografia líquida de exclusão por tamanho. O perfil de distribuição de massa molar traçado exibiu, majoritariamente, a presença de dois grupos de dextranas com valores de Mw médios de 5,0 x 106 e 4,8 x 104 Da, e, ocasionalmente, a presença de dextranas que foram classificadas num terceiro grupo com massas molares da ordem de 105 Da. Através deste perfil, foram avaliadas, em sistemas modelo aguardente-dextrana, as influências dos fatores temperatura, acidez, presença dos íons metálicos CuII, FeIII, CaII e MgII e incidência de luz sobre a velocidade de formação dos depósitos de dextranas na aguardente de cana. Demonstrou-se que a acidez e a temperatura foram os fatores que mais influenciam na velocidade de precipitação das dextranas em aguardentes de cana adoçadas. / Brazil is the largest producer and exporter of sugar in the world, and the cachaça is the third most produced distilled beverage in the world. However, these products have their quality affected by the presence of dextrans. Because of its origin (a secondary compound of bacterial metabolism) and due to its physical-chemical properties, the dextrans are an important indicator to assess the sugar quality. Dextrans can lead to problems in processed food production, and it has a strong relation with insoluble deposits in sugared sugar cane spirits. The dextran molecular mass distribution profile in terms of Mn, Mw Mz and polydispersity in Brazilian sugars are reported for the first time. The analyses were accomplished by Size-exclusion chromatography, using a refraction index detector. In most of the sugar samples, it was possible to identify two major groups of dextrans with Mw averages of 5.0 x 106 e 4.8 x 104 Da. A third group of dextrans with Mw of 105 was occasionally observed. With this data, model systems were built to assess the influence of the temperature, acidity, presence metalic ions CuII, FeIII, CaII, and MgII, light incidence in relation of dextran precipitation velocities. It is demonstrated that factors temperature and acidity are the most influential in the dextran precipitation velocity in sugar cane spirits.

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In this work we were synthesized gels obtained by modified cellulose acetate (CA) with a degree of substitution (DS) 2,5 by crosslinking, with 4,4' - Diphenylmethane diisocyanate (MDI) in stoichiometry of 1:1, in homogeneous by varying the humidity and the homogenization time. For characterization were used the following techniques and tests: vibrational infrared absorption spectroscopy (Fourier Transform Spectrometer - FTIR), size exclusion Chromatography (SEC), molecular absorption spectrophotometry UV-VIS, density determining of the gels by pycnometry, determination of the coefficient swelling, determination of cross-links by Flory-Rehner theory, thermogravimetry (TG) and scanning electron microscopy (SEM). Crosslink density results showed that the gel synthesized in the absence of moisture suffered greater crosslinking with an average number of repeat units between the crosslinking points of about 1000 times lower. The potential applications of these gels were tested, by using than as stationary phase in size exclusion chromatography, having been assessed its efficiency in the fractionation and separation of natural and synthetic polymers. Results showed the effectiveness of the gel as stationary phase on separation of polymers, opening up a range of opportunities, taking into consideration the simplicity of the process and lower costs attributed to it. / A necessidade de se obter biomateriais na tentativa de reduzir impactos ambientais tem sido o foco de grupos de pesquisa nos últimos anos e, a celulose, um componente dominante na maioria das formas de plantas, é um recurso promissor devido à sua abundância. A fim de melhorar a capacidade de processamento, a modificação química da celulose tem sido amplamente estudada. Dentre as reações mais importantes da celulose estão: eterificação, esterificação, acetilação e oxidação; sendo o acetato de celulose, viscose, nitrocelulose e éteres de celulose, os principais derivados da celulose. A modificação química com isocianatos apresenta algumas propriedades únicas, como ausência de produtos secundários e estabilidade química do grupo uretano. Nesse trabalho foram sintetizados géis obtidos por meio da modificação de Acetato de Celulose (AC) com grau de substituição (GS) 2,5 através da reticulação com 4,4' - Difenilmetano Diisocianato (MDI), na estequiometria 1:1, em meio homogêneo, variando a umidade e o tempo de homogenização. Para caracterização foram utilizadas as seguintes técnicas e ensaios: espectroscopia vibracional de absorção no infravermelho por Transformada de Fourier (FTIR), cromatografia de exclusão por tamanho (SEC), espectrofotometria de absorção molecular UV-VIS, determinação de densidade dos géis por picnometria, determinação do coeficiente de intumescimento, determinação de ligações cruzadas pela teoria de Flory-Rehner, termogravimetria (TG) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Resultados da densidade de ligações cruzadas mostraram que o gel sintetizado na ausência de umidade sofreu uma maior reticulação, com um número médio de unidades de repetição entre os pontos de reticulação cerca de 1000 vezes menor. As aplicações potenciais desses géis foram testadas como fase estacionária em cromatografia de exclusão por tamanho, tendo sido avaliada sua eficiência no fracionamento e separação de polímeros naturais e sintéticos. Resultados mostraram a eficácia do gel como fase estacionária na separação de polímeros, abrindo uma gama de oportunidades, levando-se em consideração a simplicidade do processo e os baixos custos a ele atribuídos.