O objetivo desse trabalho consiste na validação experimental e implementação de melhorias de projeto, de um cabeçote de extrusão com rosca de seção variável usada em uma impressora 3-D experimental. O primeiro estudo realizado envolveu a análise térmica por elementos finitos do sistema rosca-cilindro, com o intuito de se verificar a implantação de um sistema de refrigeração com suportes aletados ao longo do barril que têm como função a dissipação de calor gerado no processo de extrusão, por convecção forçada. O perfil de temperaturas ao longo do barril também é um resultado importante e uma validação experimental foi realizada com medições realizadas em termopar. Foram realizados testes de extrusão utilizando o polímero Nylon 12 PA e o polímero biodegradável PCL (Polycaprolactona), que permitiram a avaliação da estrutura do material extrudado, através da visualização de imagens de MEV (Microscopia Eletrônica de Varredura) e avaliação da forma dos filamentos. Scaffolds foram fabricados utilizando o sistema em estudo e submetidos à mesma avaliação com imagens de MEV. Por meio de um DOE (Design of Experiments) foram conduzidas medições de diâmetros dos filamentos extrudados, que revelaram o fenômeno de inchamento de extrudado, para o menor diâmetro de bico. Com o maior diâmetro do bico de deposição foram gerados scaffolds, com porosidade controlada e também foi demonstrada a capacidade de extrusão e deposição de materiais compósitos (polimérico/cerâmico). O cabeçote demonstrou, portanto, sua capacidade em aplicações de pesquisa, que envolvam geração de filamentos e protótipos poliméricos e cerâmicos. Esses materiais encontram aplicações desde a engenharia tecidual até aplicações industriais, com ou sem controle de porosidade. Um estudo preliminar sobre a melhoria do projeto mecânico do cabeçote incluiu a redução do seu peso, por meio da troca do sistema de redução, com a escolha de um redutor cicloidal ou harmônico e retirada de material da estrutura, o que deve reduzir o peso do sistema em aproximadamente 38%. / This work presents the experimental validation and design improvements of an extrusion head with variable section applied of an experimental 3-D printer. The first study was the thermal analysis by finite elements of the barrel-screw system. The aim is to verify the cooling capacity resulted from the implantation of a cooling system with finned supports along the extrusion barrel. This cooling system should dissipate the heat generated in extrusion process by forced convection. The temperature profile along the barrel is also an important result and an experimental validation was performed with measuring obtained by a thermo-coupling. Extrusion trials were performed processing Nylon 12 PA and a biodegradable polymer PCL (Polycaprolactone). In these trials, the structure of extruded material, in filament shape, was evaluated using SEM (Scanning Electron Microscopy) images. Scaffolds generation were performed and these were evaluated with the same method using SEM. A DOE (Design of Experiments) method, in which measurements of filaments diameters were conducted, have revealed the extrusion swelling in both nozzles tips used (0.4 and 0.8mm), but with more strong effects for the smaller one.Scaffolds with controlled porosity were generated using the large nozzle tip and the extrusion capacity could be demonstrated, not only with polymers, but also with composites of the type polymer/ceramic.Therefore, it can be indicated that the extrusion head in study can be applied in research fields in which the generation of filaments, polymer and polymer/ceramic prototypes, were necessary as tissue engineering or industrial applications, with or without porosity control. A preliminary study included the weight reduction by changing the reduction system and removing material from the head\'s structure. This study could indicate that these improvements could reduce the total weight of the extrusion head in 38%.

O planejamento de experimentos em sistemas computacionais não é uma tarefa trivial, pois envolve diversas etapas tais como, o planejamento propriamente dito, a execução dos experimentos e a análise dos resultados. A definição e a utilização de metodologias adequadas para cada uma destas etapas facilita a obtenção dos resultados de um experimento em um sistema computacional. Neste trabalho são apresentados mecanismos para auxiliar o planejamento e execução de experimentos em sistemas orientados a serviços. O planejamento de experimento é realizado a partir de um modelo baseado nos conjuntos de entradas comuns a arquiteturas orientadas a serviço. A execução deste planejamento é feita em um ambiente colaborativo real, a qual auxilia a identificação de gargalos que não estão presentes em simulações ou modelos analíticos. Um estudo de caso aplicado na arquitetura WSARCH, possibilitou avaliar seu desempenho e identificar problemas de configuração / The design of experiments in computational systems is not a trivial task as it involves several steps such as planning and execution of the experiments and the analyse of the results. The use of appropriate methodologies for each of these steps makes it easier obtain the experiment results of a computer system. In this dissertation, mechanisms to assist the planning and execution of experiments in service-oriented systems are presented. The planning of the experiment is made according to a model based on a set of common entries for service-oriented architectures. The experiment execution is performed in a real collaborative environment, which helps to identify bottlenecks that are not found in simulations or analytical models. A study case applied in WSARCH architecture, enables to evaluate the performance and identify configuration problems

A indústria farmacêutica acarreta a geração de uma quantidade significante de resíduos potencialmente poluidores. Ao serem lançados em corpos d\'água, os efluentes das indústrias farmacêuticas provocam desequilíbrio no ambiente, por transportarem compostos de difícil degradação. A ocorrência desses resíduos no ambiente pode favorecer a resistência de microrganismos frente a esses fármacos, além de causar problemas de ordem toxicológica a determinados organismos vivos. No intuito de minimizar os impactos causados pelos despejos dos efluentes desta atividade industrial, torna-se necessário estudar tratamentos alternativos para degradação de tais resíduos. Esta pesquisa teve como proposta avaliar um Processo Oxidativo Avançado: Ozonição Catalítica Homogênea em presença de íons Fe2+ como técnica para tratamento de efluente veterinário, para tanto foram estudados três diferentes reatores em sistema contínuo. Na primeira etapa do estudo, foi definido o modelo de reator mais adequado para o tratamento desse efluente farmacêutico veterinário. Na segunda etapa do estudo, utilizou-se um planejamento fatorial fracionado 24-1 para otimizar as variáveis do processo: pH, concentração de Fe2+ g/L, potência do ozonizador (vazão mássica de O3) e vazão de saída do efluente do reator. A eficiência do tratamento foi avaliada por meio da redução de Carbono Orgânico Total (COT) (%). Este estudo mostrou que a condição experimental na qual se observou a maior porcentagem de redução de COT (46,14%) ocorreu quando se combinou pH 4,0, [Fe2+] de 0,5 g/L, vazão de saída do reator de 1,23 L/h e potência do ozonizador de 56W. A avaliação estatística desse planejamento apontou para uma nova configuração experimental na qual se obteve 55,24% de redução de COT, degradação do ativo Fenbendazol de 71,24% e degradação do ativo Triclabendazol de 95,68%. Essa nova configuração combinou pH 4,0, [Fe2+] de 0,1g/L, vazão de saída do reator de 1,85 L/h e potência de 56W. / The pharmaceutical industry generates a significant amount of potentially polluting waste. When released into stream, the pharmaceutical effluents cause imbalance in the environment, transporting compounds are difficult to degrade. The occurrence of these residues in the environment can improve the microbial resistance of these drugs and cause toxicological implication of certain organisms. In order to minimize the impacts caused by discharges of effluents of this industrial activity, it is necessary to study alternative treatments for degradation of the waste. The purpose of this work was to evaluate proposed system using continuous reactors as one treatment technique Advanced Oxidative Process: Catalytic Homogeneous Ozonization with Fe2+. In the first stage of the study, the reactor model more suitable for treatment of this veterinary pharmaceutical effluent. In the second stage of the study, used a design factorial 24-1to optimize the variables of the process: pH, concentration of Fe2+ g/L, ozoniser power and output flow reactor. The efficiency of the treatment was evaluated by the reduction of Total Organic Carbon rate (TOC) (%). This study showed that the experimental condition in which it was observed the highest percentage of TOC reduction (46.14%) occurred when combined pH 4.0, [Fe 2 +] 0.5 g / L, the output flow reactor 1.23 L / h and ozoniser power of 56W. The statistical evaluation of this planning pointed to a new experimental setup in which we obtained 55.24% reduction of TOC, degradation of drug Fenbendazole 71.24% and degradation of 95.68% drug Triclabendazole. This new configuration combined pH 4.0, [Fe 2 +] of 0.1 g / L, output flow reactor of 1.85 L / h and ozoniser power of 56W.

Peen forming é um processo de conformação plástica a frio de laminas ou painéis metálicos através do impacto de um jato regulado de pequenas esferas de aço em sua superfície, a fim de produzir uma curvatura pré-determinada. A aplicação da técnica de shot peening como um processo de conformação já é conhecida da indústria desde a década de 1940, mas a demanda crescente por produtos de grande confiabilidade tem impulsionado o desenvolvimento de novas pesquisas visando o seu aperfeiçoamento e automação. . O planejamento do processo de peen forming requer medição e controle de diversas variáveis relacionadas à dinâmica do jato de granalhas e à sua interação com o material a ser conformado. Conforme demonstrado por diversos autores, a velocidade de impacto é uma das variáveis que mais contribui para a formação do campo de tensões residuais que leva o material a se curvar. Neste trabalho é apresentado um modelo dinâmico simplificado que descreve o movimento de um grande número de pequenas esferas arrastadas por um fluxo de ar em regime permanente e sujeitas a múltiplas colisões entre si e com a peça a ser conformada. Simulações deste modelo permitiram identificar a correlação entre o campo de velocidades das granalhas e os demais parâmetros do processo. Mediante a aplicação da técnica de projeto de experimentos pôde-se estimar os valores dos parâmetros que otimizam o processo. Ao final, elaborou-se um algoritmo que permite realizar o planejamento de processos de peen forming, ou seja, determinar os valores desses parâmetros, de modo tal a produzir uma curvatura pré-determinada em uma placa metálica originalmente plana. / Peen forming is a plastic cold work process of shaping a metallic sheet or panel through the impact of a regulated blast of small round steel shots on its surface, in order to produce a previously desired curvature. The application of the shot peening as a forming process has been a known technique in the industry since the decade of 1940, but the increasing demand for products of high reliability have pushed the development of new research in order to enhance and automate it. Peen forming process planning requires the measurement and control of several variables concerning the dynamics of the shot jet and its interaction with the piece to be shaped. As previously shown by several authors, impact velocity is one of the variables that most contribute to the development of the residual stress field that causes the material to bend. In this article we present a simplified dynamical model describing the motion of a large number of small spheres (shot) dragged by an air flow in steady conditions and exposed to multiple collisions with each other and with the piece to be shaped. Computer simulations of this model allowed to identify correlations between the shot field velocity and the parameters of the process. Applying design of experiments techniques it was possible to estimate the value of parameters that optimize the process. It was, then, elaborated an algorithm that enables peen forming process planning, allowing the determination of the parameters, in order to make a predetermined bending in a metallic plate originally plane.

Materiais lignocelulósicos, como a palha de cevada, são fontes de baixo custo com potenciais aplicações em bioprocessos. A fração hemicelulósica destes materiais pode ser hidrolisada usando-se ácidos minerais, para a liberação de seu principal açúcar componente, a xilose que é substrato para a bioprodução de xilitol. Já a fração celulósica pode ser deslignificada fazendo uso de álcalis e posteriormente hidrolisada com ácidos minerais para a liberação da glicose. O principal objetivo desta pesquisa foi avaliar economicamente a bioprodução de xilitol a partir da fração hemicelulósica da palha de cevada. A caracterização química da palha de cevada revelou a presença de 38,55% de celulose, 21,41% de hemicelulose e 19,90% de lignina. Após a etapa de caracterização a palha foi hidrolisada utilizando-se ácido sulfúrico para extração da xilose, empregando-se um planejamento fatorial 24-1. As melhores condições de hidrólise foram a uma temperatura de 120ºC, concentração ácida de 2,6%, tempo de reação de 20 minutos e relação sólido: líquido de 1:13,5. Nessas condições obteve-se um rendimento de extração de xilose da ordem de 84,38%. A celolignina resultante desse processo foi submetida a uma nova hidrólise de acordo com planejamento experimental 24-1 sendo que as melhores condições de hidrólise para a máxima eficiência de extração de glicose de 67,96% foi a uma temperatura de 179ºC, concentração ácida de 3%, tempo de reação de 30 minutos e relação sólido: líquido de 1:8. Após a realização das hidrólises, o hidrolisado hemicelulósico foi submetido à destoxificação para eliminação dos compostos inibitórios ao metabolismo microbiano e sua posterior fermentação com a levedura Candida guilliermondii enquanto o hidrolisado celulósico rico em glicose foi utilizado para suplementar o meio de fermentação constituído do hidrolisado hemicelulósico uma vez que a glicose foi um dos parâmetros nutricionais avaliados no planejamento fatorial 26-2 utilizado para as fermentações realizadas em frascos Erlenmeyer. Estes experimentos foram realizados por 72 horas e as melhores condições de cultivo determinadas pelo modelo foram: 3,0 g/L de sulfato de amônio, 1,0 g/L de cloreto de cálcio, 20,0 g/L de solução de extrato farelo de arroz e hidrolisado hemicelulósico contendo o teor de 60 g/L de xilose sendo que a concentração inicial de células em cada frasco foi de 1,0 g/L. Nestas condições obteve-se um consumo de xilose e eficiência de conversão de 96,59 e 59,98%, respectivamente, sendo a produtividade volumétrica de xilitol de 0,48 g/L.h. A fim de avaliar o efeito da disponibilidade de oxigênio sobre a bioconversão de xilose em xilitol foram realizadas fermentações empregando-se as melhores condições de cultivo obtidas em frascos agitados em reator de 1L onde os parâmetros agitação e aeração foram estudados segundo um planejamento fatorial 22. De acordo com os resultados os máximos valores de produção, produtividade volumétrica e fator de conversão de xilose em xilitol foram 51,28 g/L, 0,71 g/L.h e 0,88 g/g, respectivamente, quando a agitação foi de 200 rpm e aeração de 0,9 vvm (KLa≅18h-1) em 72 horas de fermentação. As condições de fermentação estabelecidas durante a utilização de reator de 1 L foram então empregadas para avaliar o processo a partir de um reator de maior capacidade (16 L), utilizando como critério de ampliação o KLa. Os valores de produção, produtividade volumétrica e fator de conversão de xilose em xilitol foram respectivamente 55,63 g/L, 0,77 g/L.h e 0,91 g/g, correspondendo a eficiência de conversão de 99,23%. O caldo fermentado resultante desta fermentação foi submetido à centrifugação e posterior clarificação. Por fim foi realizado um estudo econômico em cada etapa do processo considerando os equipamentos, os meios de cultivo empregados e reagentes, consumo de energia elétrica e água utilizados no processo, bem como a depreciação dos equipamentos. Após este estudo constatou-se que o valor para o xilitol produzido por via biotecnológica a partir do hidrolisado hemicelulósico de palha de cevada é de R$ 1.389,05. / Lignocellulosic materials, such as barley straw, are sources of low cost and with potential applications in bioprocesses. The hemicellulosic fraction of these materials can be hydrolyzed using mineral acids to release xylose, its major sugar component, which is substrate to bioproduction of xylitol. The cellulosic fraction can be delignified using alkalis followed by treatment with mineral acids to release glucose. The main objective of this research was to evaluate the economic bioproduction of xylitol from hemicellulosic fraction of barley straw. Chemical characterization of barley straw revealed the presence of 38.55% cellulose, 21.41% hemicellulose and 19.90% lignin. After the characterization stage, the barley straw was hydrolyzed with sulphuric acid for the extraction of xylose using a 24-1 factorial design. The optimum condition was temperature 120ºC, acid concentration 2.6%, reaction time 20 min and solid:liquid ratio 1:13.5. Under this condition the xylose extraction yield was about 84.38%. The celolignin was then submitted to a new hydrolyze according to a 24-1 factorial design and the best condition for maximum glucose extraction yield (67.96%) was temperature 179ºC, acid concentration 3%, reaction time 30 min and solid:liquid ratio 1:8. After hydrolysis, the hemicellulosic hydrolysate was submitted to a detoxification step to eliminate the compounds inhibitory to the microbial metabolism and fermentation with the yeast Candida guilliermondii while the cellulosic hydrolysate, rich in glucose, was used to supplement the fermentation medium consisting of the hemicellulosic hydrolysate as glucose was one of the nutritional parameters evaluated in the factorial design 26-2 employed to the fermentations carried out in Erlenmeyer flasks. These experiments were conducted for 72 h and the best culture conditions determined by the model were: 3.0 g/L ammonium sulfate, 1.0 g/L calcium chloride, 20.0 g/L solution of rice straw and hemicellulosic hydrolysate containing 60 g/L xylose. The initial cell concentration in each flask was 1.0 g/L. Under this condition the xylose consumption and conversion efficiency was 96.59 and 59.98%, respectively. The volumetric productivity of xylitol was 0.48 g/L.h. To evaluate the effect of oxygen availability on the bioconversion of xylose into xylitol It was realized fermentations employing the best culture conditions obtaining under agitation in 1L reaction where the parameters agitation and aeration were studied using a 22 factorial design. According to the results the maximum values of production, volumetric productivity and the factor of xylose concentration into xylitol were 51,28 g/L, 0.71 g/L.h and 0.88 g/g, respectively, when the agitation was 200 rpm and aeration 0.9 vvm (KLa≅18h-1) in 72 h fermentation. The fermentation conditions established during the utilization of 1 L reactor were then employed to evaluate the process from a reactor of higher capacity (16 L), and KLa was use as criteria to scale up. Production, volumetric productivity and the factor of xylose conversion into xylitol were 55.63 g/L, 0.77 g/L.h and 0.91 g/g, respectively, corresponding to a conversion efficiency of 99.23%. The fermented broth obtained from this fermentation was centrifuged and clarified. An economic study was realized for each stage of the process, considering equipment, reagents of the culture media, electric energy consumption and water utilized in the process, as well as equipment. It was found that the value of biotechnological produced xylitol from hemicellulosic hydrolysate of barley straw is R$ 1.389.05.

A linezolida é um antibiótico oxazolidinona efetivo contra bactérias patogênicas gram-positivas, incluindo Staphylococcus aureus resistente a meticilina (MRSA), Staphylococcus aureus resistente a glicopeptídeos (GISA) e enterococci resistente a vancomicina (VRE). As oxazolidinonas inibem a translação bacteriana na fase de iniciação da síntese de proteínas, enquanto que a síntese de RNA e DNA não são afetadas. Diversos métodos por cromatografia líquida de alta-eficiência (HPLC) têm sido relatados para a determinação da concentração de linezolida em plasma humano, soro e urina. Entretanto, um número pequeno de métodos estão disponíveis para a determinação de linezolida em formulações farmacêuticas. O objetivo deste trabalho foi desenvolver e validar métodos espectrofotométrico, de cromatografia líquida de ultraeficiência em fase reversa (RP-UPLC), doseamento microbiológico em placas e doseamento microbiológico rápido em microplacas com leitura cinética para a determinação de linezolida em soluções injetáveis e comprimidos. Adicionalmente, foram identificadas e quantificadas as principais fontes de incerteza relacionadas aos métodos. O desenvolvimento dos métodos utilizou uma abordagem racional, empregando-se planejamento de experimentos (análise fatorial e metodologia de superfície resposta) para otimização das condições analíticas. As fontes de incertezas foram identificadas empregando-se diagrama de Ishikawa e quantificadas conforme procedimento da Eurachem/Citac. Os métodos desenvolvidos apresentaram especificidade/seletividade, linearidade, precisão, exatidão e robustez adequadas, conforme os critérios estabelecidos pelo ICH e ANVISA. A análise estatística demonstrou equivalência entre os resultados providos por cada um dos métodos, sendo intercambiáveis entre si. Portanto, os métodos podem ser empregados no controle de qualidade de rotina na indústria farmacêutica. / Linezolid is an oxazolidinone antibiotic effective against gram-positive pathogenic bacteria, including methicillin-resistant Staphylococcus aureus (MRSA), glycopeptide-intermediate Staphylococcus aureus (GISA) and vancomycin-resistant enterococci (VRE). Oxazolidinones inhibit bacterial translation at the initiation phase of protein synthesis, while RNA and DNA synthesis are not affected. Several high performance liquid chromatographic (HPLC) methods have been reported to determine the concentration of linezolid in human plasma, serum and urine. However, a few number of methods are available to determine the concentration of linezolid in pharmaceutical dosage forms. The aim of the present work was to develop and validate a spectrophotometric method, a reverse-phase ultra-high performance liquid chromatographic method, microbiological assay and microbiological rapid assay in microplates using kinetic reading for the determination of linezolid in injections and tablets dosage forms. In addition, the most important sources of uncertainty were identified and quantified for each method. A rational approach was used in the development of these methods, using design of experiments (factorial design and response surface methodology) for optimization of analytical conditions. The sources of uncertainties were identified using Ishikawa diagram and quantified as described in Eurachem/Citac procedure. The developed methods were specific/selective, linear, precise, accurate and robust, as required by ICH and ANVISA guidelines. Statistical analysis showed equivalence among the results provided by each method, being interchangeable. Thus, the methods may be employed in routine quality control analysis by pharmaceutical industry.

A Uncaria tomentosa (Willd.) DC., comumente conhecida como unha de gato ou cat´s claw, é uma planta endêmica da Amazônia Peruana. Devido às suas propriedades terapêuticas, seus extratos e derivados são comercializados ao redor do mundo. As propriedades medicinais são atribuídas aos glicosídeos do ácido quinóvico, polifenois e especialmente aos alcalóides oxinólicos pentacíclicos. Assim, a mitrafilina é o principal alcalóide presente nos extratos da planta e, portanto, é o marcador químico de suas formulações comerciais. O processo de extração é uma etapa importante na padronização de seus extratos e, considerando a falta de estudos a respeito de sua influência sob o perfil fitoquímico, amostras de casca de unha de gato foram extraídas por meio de maceração dinâmica e extração assistida por micro-ondas. O objetivo desse estudo foi avaliar a influência dos fatores envolvidos no processo extrativo a respeito de sua composição química, atividade anti-inflamatória e antioxidante. Devido ao grande número de fatores de extração a serem avaliados, um planejamento experimental do tipo Placket Burman foi selecionado e os fatores escolhidos nessa etapa foram: porcentagem de planta em solvente, temperatura e tempo de extração. Adicionalmente, através de um planejamento Box Behnken, as condições ótimas de extração foram delineadas na segunda etapa do estudo. O tempo e a porcentagem de planta em solvente foram fatores significantes para a extração assistida por micro-ondas. Entretanto, o conteúdo de mitrafilina nesses extratos foi reduzido - comparativamente ao seu conteúdo total presente nas amostras analisadas - e, portanto, mais estudos são necessários para otimizar o seu rendimento. Além disso, o extrato otimizado foi avaliado quanto à capacidade anti-inflamatória, em um teste de edema de pata induzido por carragenina e apresentou uma capacidade inibitória na concentração de 0,57 mg de mitrafilina/ Kg de rato. Por conseguinte, tais achados confirmaram a sua atividade anti-inflamatória. Os resultados obtidos a partir da extração por maceração dinâmica sugerem que o alcalóide é facilmente extraído, pois não foi afetado por nenhuma das variáveis experimentais. Adicionalmente, os extratos apresentaram maior conteúdo de mitrafilina - comparativamente aos resultados observados na extração por micro-ondas. Entretanto, devido ao menor tempo empregado na extração assistida por micro-ondas, outros estudos são necessários a fim de otimizar a extração desse alcalóide por esse método. O extrato otimizado sob as condições de maceração dinâmica foi seco em spray drying e, utilizando um planejamento de mistura do tipo simplex-centroid, o efeito de diferentes misturas de três adjuvantes foi avaliado: Dmanitol, maltodextrina e Aerosil. Embora os extratos secos com Aerosil e maltodextrina tenham prevenido a degradação de mitrafilina - quando comparado ao extrato seco sem excipiente - a secagem resultou em elevada perda no conteúdo de alcalóide e também propriedades farmacotécnicas inadequadas. Tais observações sugerem que, mesmo em condições amenas de secagem, há a degradação do alcalóide. Portanto, tais resultados reforçam a necessidade de avaliações complementares a fim de prevenir a ocorrência de tais eventos / The Uncaria tomentosa (Willd.) DC. commonly known as unha-de-gato or cat´s claw is an endemic plant from the Peruvian Amazon. Due its therapeutic properties, the crude drug and a variety of extracts are commercialized worldwide. The healing properties are attributed to the glycosides of quinovic acid, polyphenols, and especially to the pentacyclic oxindole alkaloids. Thereby, mitraphylline is the main alkaloid present in the bark extract of U. tomentosa, and therefore, is the chemical marker of commercial formulations derived from the plant. The extraction process is an important step in the standardization of plant extract and considering the lack of studies that relate the influence of extractive processes in phytochemical profile of the cat´s claw extracts, the bark samples were extracted by dynamic maceration and microwave assisted extraction. The study aimed evaluate the influence of the extraction factors on the chemical composition, antioxidant and anti-inflammatory activities of the extracts from cat \'s claw barks. Due to the wide number of possible extraction factors to be evaluated and the lack of knowledge about the importance of this factor effects on U. tomentosa extract, the Placket Burman factorial design was selected and the experimental factors chosen in this step were: % plant solvent ratio, temperature and extraction time. Through a Box Behnken planning the optimal extraction conditions of cat´s claw bark will be outlined in the second stage of this work. The time and % plant solvent ratio were significant factors for microwave assisted extraction. However, the contents extracted of mitraphylline have been reduced - compared to the total yield of the plant - and, therefore, more studies are needed to optimize the alkaloid yield. The extract from the optimized conditions, was evaluated in carrageenan-induced rat paw oedema, and presented inhibitory capacity in concentration of 0.57 mg of mitraphylline / kg of rat. Therefore, these findings confirm its anti-inflammatory activity. The results obtained in the extractions by dynamic maceration, suggest that the alkaloid is easily extracted and is not affected by experimental variables. In addition, compared to microwave extraction, this methodology allowed extracts with higher content of mitraphylline. However, in view of the shorter extraction time employed in microwave extraction, other reviews are needed to increase the extraction of mitraphylline, by this method. The extract optimized by the conditions under dynamic maceration was dried in spray drying and using a simplex-centroid mixture design, the effect of different mixtures of three adjuvants - D- mannitol, maltodextrin and Aerosil- were evaluated. Although dried extracts with the aid of Aerosil and maltodextrin slightly prevented the degradation of mitraphylline - as compared to the dry extract without excipient - the drying process resulted in high loss in the total content of this alkaloid and inadequate physical properties. Such observation suggests that, even under the mild drying conditions, there is degradation of the alkaloid. Therefore, these results reinforce the need for auxiliary evaluations to prevent the occurrence of such events.

A glicerina é um composto de grande utilidade em muitas áreas de aplicação. Atualmente, a maior fonte de glicerina é como subproduto da produção do biodiesel. Em 2010 o Brasil foi o segundo maior produtor de biodiesel no mundo com 2,4 milhões de m3. Estima-se que 10% da produção de biodiesel é glicerina bruta e destes 10%, aproximadamente entre 30% e 60% correspondem à glicerol. As impurezas são formadas por água, sais orgânicos e inorgânicos, ésteres e álcoois, e traços de glicerídeos. Como as aplicações mais nobres da glicerina requerem uma glicerina isenta de impurezas, novas rotas de purificação da glicerina bruta vem sendo estudadas. Neste sentido, o Laboratório de Separações Térmicas e Mecânicas da EPUSP propôs uma nova rota de purificação em 2008, na qual a ultima etapa é a desidratação de uma solução glicerol-água por meio de destilação trifásica usando tolueno como arrastador. O objetivo do presente trabalho foi estudar o comportamento deste tipo de destilação em uma coluna modulada com três pratos perfurados. Nesta coluna avaliou-se o layout de pratos e as melhores condições de operação. Os resultados, obtidos com este estudo, constituem uma contribuição importante para o projeto básico de coluna de destilação trifásica. As séries experimentais foram planejadas sequencialmente empregando-se planejamento estatístico de experimentos (DOE). Como variáveis de processo foram estudadas a vazão de vapor do tolueno (kg/h), vazão de alimentação de glicerina (kg/h) e concentração de glicerol na alimentação (% em massa). Como variáveis geométricas foram estudadas a área livre do prato () e a altura de vertedouro (Hw). O desempenho da coluna foi avaliado mediante o incremento da concentração de glicerol (em relação à concentração de glicerol na alimentação) e a concentração de glicerol no fundo da coluna (estas duas variáveis de resposta são dependentes entre si). A influência das variáveis de processo e geométricas nas respostas estudadas permitiram a construção de modelos estatísticos, e o melhor deles foi comparado com os modelos de não equilíbrio (NEQ) e de equilíbrio (EQ) obtidos por simulação no programa ASPEN PLUS. O modelo de não equilíbrio está baseado nas equações de Maxwell-Stefan, que utiliza a abordagem de Eckert e Vanek (2001) e a correlação de Chen-Chuang (1993), para estimar os coeficientes binários de transporte de massa. O modelo de equilíbrio utiliza as equações MESH (Material balance, Equilibrium, mole fraction Summation, and Heat balance). Conclusivamente, pode-se afirmar que as variáveis operacionais exercem maior influência do que as variáveis geométricas na desidratação da glicerina. As melhores condições foram: a vazão de vapor de tolueno de 23,5 kg/h, vazão de alimentação de glicerina de 2,2 kg/h e concentração de glicerol na alimentação de 50 % glicerol em massa, usando o layout L5 com área livre de 0,04 e altura de vertedouro de 70 mm. Os valores preditos pelo modelo estatístico (obtido com dados experimentais) e pelo modelo de NEQ representaram o comportamento da desidratação da glicerina por destilação trifásica à pressão atmosférica usando tolueno como arrastador, na coluna de pratos perfurados estudada. O modelo de EQ superestimou os valores reais. / Glycerine is a material of outstanding utility with many areas of application. Currently, the largest source of glycerine is as a by-product of biodiesel production. In 2010, Brazil was the second largest biodiesel productor in the world with 2.4 million m3. It is estimated that 10% of biodiesel is raw glycerine, and of this 10%, approximately between 30% and 60% corresponds to glycerol. The impurities are formed by water, organic and inorganic salts, esters and alcohols, and traces of glycerides. Although many attempts have been made to use raw glycerine, it is still necessary to purify it for of the most applications; hence new routes of glycerine purification have been studied. In this way, the Laboratory of Thermal and Mechanical Separations of EPUSP have proposed a new route of purification in 2008, where the last step is the dehydration of glycerol-water solution by three-phase distillation using toluene as entrainer. The aim of the present work was to study the behavior of the three-phase distillation using a modulated column with three sieve trays. In this column, the tray layout and the best operating conditions were evaluated. The results achieved in this study are an important contribution to the basic design of three-phase distillation column. Experimental series were designed sequentially employing a statistical design of experiments (DOE). The process variables studied were the vapor flow rate of toluene (kg/h), feed flow rate of glycerine (kg/h) and the feed glycerol concentration (% wt.). The geometric variables studied were the fractional hole area () and the weir height (Hw). The column performance was evaluated by the increment of glycerol concentration (in relation to the feed glycerol concentration) and the bottom glycerol concentration (these two variables are mutually dependent responses). The influence of process and geometric variables allowed the empirical models building, in which the best model was compared with the non-equilibrium (NEQ) and equilibrium (EQ) models obtained by the simulator ASPEN PLUS. The non-equilibrium model is based on Stefan-Maxwell equations, which uses the approach of Eckert and Vanek\'s (2001) and the Chen-Chuang correlation (1993), to estimate the binary coefficients of mass transport. The equilibrium model is based on the MESH equations (Material balance, Equilibrium, mole fraction Summation, and Heat balance). Finally, it can be stated that the operating variables have more influence than the geometric variables in the glycerine dehydration. The best conditions were: vapor flow rate of toluene of 23.5 kg/h, feed flow rate of glycerine of 2.2 kg/h and feed glycerol concentration of 50% wt., using the fractional hole area of L5 of 0.04 and weir height of 70 mm. The predicted values obtained by the statistical model and by the non-equilibrium model represented the behavior of the glycerine dehydration by three-phase distillation at atmospheric pressure using toluene as entrainer in the sieve tray column studied. The equilibrium model (EQ) overpredicted the real values.

Depuis le début des années soixante-dix, le nombre de scanners par hôpitaux n’a fait qu’augmenter et leur utilisation est de plus en plus fréquente. Même si cette technique permet de donner des informations cliniques précieuses, elle a un revers qui est l’exposition du patient à des rayonnements ionisants. La sensibilité des enfants aux rayonnements est plus grande que celle des adultes, les enfants ont une espérance de vie importante et ont donc plus de risques de développer des cancers dans le futur. Il y a donc nécessité de tenter de réduire la dose au patient. Cette thèse vise donc à développer des stratégies d’optimisation sur les protocoles cliniques en utilisant des méthodes de simulation et de modélisation permettant de comprendre l’influence des paramètres des protocoles sur les indicateurs de qualité d’image et sur la dose délivrée au patient. Ce travail se divise en quatre parties: La première partie porte sur la modélisation de l’influence des paramètres des protocoles scanographiques sur deux indicateurs de qualité d’image et un indicateur de dose en utilisant la méthodologie des plans d’expériences. La seconde partie traite du développement d’un Protocole Générique Optimisé (PGO) pour la région de l’abdomen. A partir des données des modèles développés, un PGO recalculé pour cinq morphologies de patients pédiatriques et pour quatre modèles de scanners a été réalisé. L’ensemble des résultats, ont permis le développement d’un outil d’aide à l’optimisation permettant à l’utilisateur de générer un protocole optimisé en fonction du modèle de scanner et de la morphologie du patient. / For the last 10-years, computed tomography (CT) procedures and their increased use have been a major source for concern in the scientific community. This concern has been the starting point for several studies aiming to optimize the dose while maintaining a diagnostic image quality. In addition, it is important to pay special attention to dose levels for children (age range considered to be from a newborn baby to a 16-y-old patient). Indeed, children are more sensitive to ionizing radiations, and they have a longer life expectancy. Optimizing the CT protocols is a very difficult process due to the complexity of the acquisition parameters, starting with the individual patient characteristics, taking into account the available CT device and the required diagnostic image quality. This PhD project is contributing to the advancement of knowledge by: (1) Developing a new approach that can minimize the number of testing CT scans examinations while developing a predictive mathematical model allowing radiologists to prospectively anticipate how changes in protocols will affect the image quality and the delivered dose for four models of CT scan. (2) Setting-up a Generic Optimized Protocol (based on the size of the phantom CATPAHN 600) for four models of CT scan. (3) Developing a methodology to adapt the GOP to five sizes of pediatric patient using Size Specific Dose Estimate calculation (SSDE). (4) Evaluating subjective and objective image quality between size-based optimised CT protocol and age-based CT protocols. (5) Developing a CT protocol optimization tool and a tutorial helping the radiologists in the process of optimization.

O planejamento de experimentos em sistemas computacionais não é uma tarefa trivial, pois envolve diversas etapas tais como, o planejamento propriamente dito, a execução dos experimentos e a análise dos resultados. A definição e a utilização de metodologias adequadas para cada uma destas etapas facilita a obtenção dos resultados de um experimento em um sistema computacional. Neste trabalho são apresentados mecanismos para auxiliar o planejamento e execução de experimentos em sistemas orientados a serviços. O planejamento de experimento é realizado a partir de um modelo baseado nos conjuntos de entradas comuns a arquiteturas orientadas a serviço. A execução deste planejamento é feita em um ambiente colaborativo real, a qual auxilia a identificação de gargalos que não estão presentes em simulações ou modelos analíticos. Um estudo de caso aplicado na arquitetura WSARCH, possibilitou avaliar seu desempenho e identificar problemas de configuração / The design of experiments in computational systems is not a trivial task as it involves several steps such as planning and execution of the experiments and the analyse of the results. The use of appropriate methodologies for each of these steps makes it easier obtain the experiment results of a computer system. In this dissertation, mechanisms to assist the planning and execution of experiments in service-oriented systems are presented. The planning of the experiment is made according to a model based on a set of common entries for service-oriented architectures. The experiment execution is performed in a real collaborative environment, which helps to identify bottlenecks that are not found in simulations or analytical models. A study case applied in WSARCH architecture, enables to evaluate the performance and identify configuration problems