Devido aos problemas, ambientais e à população humana, causados pelos inseticidas químicos, novas investigações para o controle de insetos tornaram-se necessárias. Para isto, um maior conhecimento sobre a fisiologia digestiva dos insetos torna-se essencial, visto que o intestino é uma interface, grande e relativamente desprotegida, entre o inseto e o seu ambiente. Neste contexto, nosso trabalho envolve a purificação e caracterização de uma dipeptidase e de uma carboxipeptidase digestivas de T. molitor. Estas enzimas, compreendem as classes de enzimas digestivas de insetos menos estudadas. O estudo de distribuição das atividades de dipeptidase e carboxipeptidase nas diferentes regiões do intestino médio de larvas de T. molitor mostrou que essas enzimas encontram-se majoritariamente no conteúdo luminal. Para a purificação da dipeptidase e carboxipeptidase foram utilizadas cromatografias de troca iônica e filtração em gel. A carboxipeptidase purificada era muito instável para estudos mais detalhados. O estudo dos parâmetros cinéticos mostrou que a dipeptidase digestiva de T. molitor possui massa molecular de 38,6 kDa, pH ótimo 7,4, baixa solubilidade a fenantrolina e parece preferir dipeptídeos com cadeia lateral volumosa na posição P1. Devido a essas propriedades, mesmo sendo solúvel, assemelha-se a dipeptidase de membrana (EC 3.4.13.19). / Because of adverse effects caused by insecticides in environment and in animals and humans, new methods for insect control are necessary. Knowledge on insect digestive physiology may be instrumental in this direction, as the gut is the major interface between insect and its environment. Our work involves the purification and characterization of a digestive carboxypeptidase and a digestive dipeptidase from Tenebrio molitor. Those enzymes comprise the class of insect digestive enzymes less studied. Distribution studies showed that T. molitor dipeptidase and carboxypeptidase are more active in the midgut content. The purification of T. molitor dipeptidase and carboxypeptidase was attained using a combination of anion-exchange chromatographies and gel filtration. The optimum pH of dipeptidase is 7.6 and the carboxypeptidase is 7.4. The kinetic parameters showed that the T. molitor digestive dipeptidase prefers as substrates dipeptides having a large lateral chain in P1 position.

Made available in DSpace on 2017-07-10T19:25:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Clori Antonio Pontello.pdf: 3010074 bytes, checksum: 5e0d1daabf222439b9ee242e767883cf (MD5) Previous issue date: 2005-05-31 / Manioca starch mills generate a high amount of outflow and environmental concerns due to its high pollutant wastewater. Use of stabilization ponds is very common for the treatment of wastewater on the transformation of manioca root sector. However, in winter time, coincidently with the harvesting and crushing period a fall on the treatment system may occur due to the decreasing of environmental temperature. The present study aims at evaluating the effect of plastic canvass on the stability and keeping the anaerobic pond temperature treating the outflow of cassava. The system consisted of two reactors simultaneously supplied, with net volume of 15.98m3 each, 10 day hydraulic retaining time, continuously supplied, without pH correction and without temperature control. Air temperature and daily outflowing and inflowing of the reactors were monitorized for a period of one year. Both physical and chemical analyses were performed measuring pH, BOD5, COD, TSS, FSS, and VSS of the reactors outflowing and iinflowing in monthly frequency. The daily temperatures measured on the covered reactors were superior than on the uncovered ones. An efficiency of 10% on COD, and 15% on BOD5 were observed on the covered reactor. The plastic canvass covered reactor showed less oscilations with greater stability in keeping temperatures, mainly in periods of low temperature, showing a better performance on the treatment of cassava processing outflow. / As fecularias de mandioca geram um volume de efluente significativo e de elevada preocupação ambiental, devido a sua elevada carga poluidora. É muito comum a utilização de lagoas de estabilização para o tratamento de águas residuárias do setor de transformação de raiz de mandioca. Entretanto, nos períodos de inverno, coincidindo com o período de safra e esmagamento, observa-se uma queda na eficiência dos sistemas de tratamento que podem ocorrer em razão da diminuição da temperatura ambiente. O presente trabalho buscou avaliar o efeito da cobertura plástica na estabilidade e manutenção da temperatura de lagoa anaeróbia, tratando efluente de fecularia de mandioca. O sistema foi constituído de dois reatores alimentados em paralelos, com volume útil de 15,98m3 cada, tempo de detenção hidráulico de 10 dias, alimentação contínua, sem correção de pH e sem controle de temperatura. Durante o período de um ano, foram monitoradas as temperaturas do ar, entrada e saída dos reatores com medições realizadas diariamente. Efetuou-se análise físicoquímica medindo-se o pH, DBO5, DQO, SSS, SST, SSF e SSV do afluente e efluente dos reatores com freqüência mensal. As temperaturas diárias medidas no reator coberto foram superiores ao descoberto. Observou-se eficiência de 10% na DQO e 15% na DBO5 superiores para o reator coberto. O coberto com lona plástica apresentou menores oscilações com maior estabilidade na manutenção das temperaturas, principalmente nos períodos de baixas temperaturas, mostrando maior desempenho no tratamento de efluente de fecularia de mandioca.

Made available in DSpace on 2017-05-12T14:48:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Clori Antonio Pontello.pdf: 3010074 bytes, checksum: 5e0d1daabf222439b9ee242e767883cf (MD5) Previous issue date: 2005-05-31 / Manioca starch mills generate a high amount of outflow and environmental concerns due to its high pollutant wastewater. Use of stabilization ponds is very common for the treatment of wastewater on the transformation of manioca root sector. However, in winter time, coincidently with the harvesting and crushing period a fall on the treatment system may occur due to the decreasing of environmental temperature. The present study aims at evaluating the effect of plastic canvass on the stability and keeping the anaerobic pond temperature treating the outflow of cassava. The system consisted of two reactors simultaneously supplied, with net volume of 15.98m3 each, 10 day hydraulic retaining time, continuously supplied, without pH correction and without temperature control. Air temperature and daily outflowing and inflowing of the reactors were monitorized for a period of one year. Both physical and chemical analyses were performed measuring pH, BOD5, COD, TSS, FSS, and VSS of the reactors outflowing and iinflowing in monthly frequency. The daily temperatures measured on the covered reactors were superior than on the uncovered ones. An efficiency of 10% on COD, and 15% on BOD5 were observed on the covered reactor. The plastic canvass covered reactor showed less oscilations with greater stability in keeping temperatures, mainly in periods of low temperature, showing a better performance on the treatment of cassava processing outflow. / As fecularias de mandioca geram um volume de efluente significativo e de elevada preocupação ambiental, devido a sua elevada carga poluidora. É muito comum a utilização de lagoas de estabilização para o tratamento de águas residuárias do setor de transformação de raiz de mandioca. Entretanto, nos períodos de inverno, coincidindo com o período de safra e esmagamento, observa-se uma queda na eficiência dos sistemas de tratamento que podem ocorrer em razão da diminuição da temperatura ambiente. O presente trabalho buscou avaliar o efeito da cobertura plástica na estabilidade e manutenção da temperatura de lagoa anaeróbia, tratando efluente de fecularia de mandioca. O sistema foi constituído de dois reatores alimentados em paralelos, com volume útil de 15,98m3 cada, tempo de detenção hidráulico de 10 dias, alimentação contínua, sem correção de pH e sem controle de temperatura. Durante o período de um ano, foram monitoradas as temperaturas do ar, entrada e saída dos reatores com medições realizadas diariamente. Efetuou-se análise físicoquímica medindo-se o pH, DBO5, DQO, SSS, SST, SSF e SSV do afluente e efluente dos reatores com freqüência mensal. As temperaturas diárias medidas no reator coberto foram superiores ao descoberto. Observou-se eficiência de 10% na DQO e 15% na DBO5 superiores para o reator coberto. O coberto com lona plástica apresentou menores oscilações com maior estabilidade na manutenção das temperaturas, principalmente nos períodos de baixas temperaturas, mostrando maior desempenho no tratamento de efluente de fecularia de mandioca.

Devido aos problemas, ambientais e à população humana, causados pelos inseticidas químicos, novas investigações para o controle de insetos tornaram-se necessárias. Para isto, um maior conhecimento sobre a fisiologia digestiva dos insetos torna-se essencial, visto que o intestino é uma interface, grande e relativamente desprotegida, entre o inseto e o seu ambiente. Neste contexto, nosso trabalho envolve a purificação e caracterização de uma dipeptidase e de uma carboxipeptidase digestivas de T. molitor. Estas enzimas, compreendem as classes de enzimas digestivas de insetos menos estudadas. O estudo de distribuição das atividades de dipeptidase e carboxipeptidase nas diferentes regiões do intestino médio de larvas de T. molitor mostrou que essas enzimas encontram-se majoritariamente no conteúdo luminal. Para a purificação da dipeptidase e carboxipeptidase foram utilizadas cromatografias de troca iônica e filtração em gel. A carboxipeptidase purificada era muito instável para estudos mais detalhados. O estudo dos parâmetros cinéticos mostrou que a dipeptidase digestiva de T. molitor possui massa molecular de 38,6 kDa, pH ótimo 7,4, baixa solubilidade a fenantrolina e parece preferir dipeptídeos com cadeia lateral volumosa na posição P1. Devido a essas propriedades, mesmo sendo solúvel, assemelha-se a dipeptidase de membrana (EC 3.4.13.19). / Because of adverse effects caused by insecticides in environment and in animals and humans, new methods for insect control are necessary. Knowledge on insect digestive physiology may be instrumental in this direction, as the gut is the major interface between insect and its environment. Our work involves the purification and characterization of a digestive carboxypeptidase and a digestive dipeptidase from Tenebrio molitor. Those enzymes comprise the class of insect digestive enzymes less studied. Distribution studies showed that T. molitor dipeptidase and carboxypeptidase are more active in the midgut content. The purification of T. molitor dipeptidase and carboxypeptidase was attained using a combination of anion-exchange chromatographies and gel filtration. The optimum pH of dipeptidase is 7.6 and the carboxypeptidase is 7.4. The kinetic parameters showed that the T. molitor digestive dipeptidase prefers as substrates dipeptides having a large lateral chain in P1 position.

Trabalho realizado na Sysadvance, Sistemas de Engenharia, SA, orientado pelo Doutor Patrick Bárcia / Tese de Mestrado Integrado. Engenharia Química. Universidade do Porto. Faculdade de Engenharia.. 2011

Lisozimas são enzimas que fazem parte do mecanismo de defesa contra bactérias, no entanto lisozimas com função digestiva também são encontradas no trato digestivo de vertebrados e no intestino médio de insetos. As lisozimas digestivas de insetos são do tipo c e assim compartilham semelhanças estruturais e mecanísticas com a lisozima da clara de ovo de galinha (HEWL). Entretanto, para desempenhar sua função digestiva, as lisozimas de insetos apresentam algumas propriedades particulares entre as quais se destaca um pH ótimo mais ácido em relação às lisozimas não-digestivas. Para elucidar as bases moleculares dessa diferença no pH ótimo, duas lisozimas digestivas (lisozima 1 AAQ20048 e lisozima 2 AAQ20047) da larva de Musca domestica (mosca Diptera Cyclorrhapha), clonadas em Pichia pastoris e purificadas, foram caracterizadas estruturalmente e cineticamente com o substrato sintético (MUQ3) e natural (cápsulas de Micrococcus lysodeikticus). Foi observado que o efeito do pH na atividade das lisozimas 1 e 2 sobre o MUQ3 é uma curva com formato de sino e pH ótimo mais ácido que o da HEWL. Essas curvas foram reflexos da diminuição simultânea dos valores de pKas do nucleófilo e do doador de prótons. Estruturas cristalográficas das lisozimas digestivas de Musca domestica foram obtidas a 1,9 Å e análise comparativa com a estrutura terciária da HEWL revelou resíduos de aminoácidos no ambiente do nucleófilo (N46) e do doador de prótons (S106 e T107) que podem estar envolvidos na modulação das constantes de ionização dos resíduos essenciais à catálise. Esses resíduos foram substituídos via mutagênese sítio-dirigida por D, V e A respectivamente e três mutantes simples (N46D, S106V e T107A) e um triplo (N46DS106V- T107A) foram produzidos e purificados. Caracterização revelou que as contribuições individuais da N46, S106 e T107 foram pequenas e próximas do limite de detecção da técnica utilizada. Por outro lado, o conjunto dos 3 aminoácidos foi responsável pelo pH ótimo ácido frente ao substrato sintético, elevando os valores de pKas do nucleófilo e doador de prótons para valores muito semelhantes ao da HEWL. Diferentemente, essa tripla mutação não foi suficiente para elevar o pH ótimo da lisozima 2 sobre cápsulas de Micrococcus lysodeikticus para valores próximos àqueles de HEWL, sugerindo que as bases moleculares do pH ótimo frente ao substrato natural e sintético são diferentes. Uma comparação estrutural entre lisozima 1 e HEWL sugere que os resíduos de aminoácidos carregados na superfície dessas lisozimas sejam importantes para determinação do pH ótimo. A investigação dessa hipótese foi feita substituindo 5 aminoácidos neutros e 1 ácido, via mutagênese sítio-dirigida, por resíduos básicos. A caracterização do mutante sêxtuplo revelou um aumento significativo nos valores de pH ótimo da lisozima 1, indicando que a redução da basicidade da superfície das lisozimas digestivas é determinante para seus pHs ótimos ácidos. / Lysozymes are enzymes that are part of the defence mechanism against bacteria, however lysozymes with digestive function are also found in the digestive tract of vertebrates and in the insect midgut. The digestive lysozymes from insects are c type, so they share similar structural and mechanistic characteristics with hen egg-white lysozyme (HEWL). However, to perform their digestive function, insect lysozymes present some particular properties among them a more acidic pH optimum than that of non-digestive lysozymes. To elucidate the molecular basis of this pH optimum difference, two digestive lysozymes (lysozyme 1 AAQ20048 and lysozyme 2 AAQ20047) from Musca domestica larvae (housefly Diptera Cyclorrhapha), cloned in Pichia pastoris and purified, were structurally and kinecticly characterized with synthetic (MUQ3) and natural (lyophilized cells of Micrococcus lysodeikticus) substrates. It was observed that the pH effect on the activity of lysozymes 1 and 2 upon MUQ3 is a bell shaped curve exhibiting a more acidic pH optimum than that of HEWL. These curves result from simultaneous decrease of pKas values of the nucleophile and proton donor. Crystallographic structures of these digestive lysozymes from Musca domestica were obtained at 1.9 Å and comparative analysis with the terciary structure of HEWL revealed amino acid residues in the catalytic nucleophile (N46) and proton donor environment (S106 and T107) that may be involved in the modulation of ionization constants of those catalytic residues. N46, S106, and T107 were replaced via site-directed mutagenesis by D, V and A respectively and three simple (N46D, S106V and T107A) and one triple (N46D-S106V-T107A) mutants were produced and purified. Their characterization revealed that the individual contributions of N46, S106 and T107 were small and close to the detection borderline of the technique utilized. On the other hand, a set of these 3 amino acids was responsible by acidic pH optimum upon synthetic substrate, increasing the pKas values of nucleophile and proton donor to similar values to that of the HEWL. Differently, this triple mutation was not enough to increase the pH optimum of lysozyme 2 upon lyophilized cells of Micrococcus lysodeikticus to values close to those of HEWL, suggesting that the molecular bases of pH optimum upon natural and synthetic substrates are different. A structural comparison between lysozyme 1 and HEWL suggests that the charged amino acid residues on the surface of these lysozymes are important for pH optimum determination. The investigation of this hypothesis was done replacing 5 neutral and 1 acidic amino acids, via site-directed mutagenesis, by basic residues. The characterization of this mutant revealed a significant increase in the pH optimum values of lysozyme 1, suggesting that the reduction of basicity on the surface of the digestive lysozymes is a important factor in the determination of their acidic pH optimum.

Made available in DSpace on 2015-09-25T12:18:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jorge Marcell Coelho Menezes.pdf: 2026265 bytes, checksum: 1b08242de0fd6c2d712d982021510d06 (MD5) Previous issue date: 2012-03-30 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / About 260 tons of municipal solid waste (MSW) is collected daily in Brazil and due to lack of proper management, these wastes are disposed of improperly usually impacting the environment. In the final destinations, the organic solid waste (OSW) present in MSW, undergo biodegradation, producing leachate and greenhouse gases. The vegetable solids wastes (VSW) portion of the OSW should be highlighted regarding the treatment, as they are generated in large quantities in central supply and can therefore be a major risk to the environment. An alternative that stands under the OSW treatment is anaerobic digestion, due produce CH as the final product, considering as a source of renewable energy. In this study was analyzed the behavior of the anaerobic digestion of VSW in anaerobic batch reactor (ABR), and the influence of ambient temperatures (average 21.5°C), 40 and 50°C and total solids of 36.2, 48.5 and 59.9 gST.L -1 in its biostabilization. The experimental system was installed and monitored on the premises of the Experimental Station for Biological Treatment of Sewage at the State University of Paraiba, Campina Grande - PB. The substrates used to feed the reactors were prepared from the mixture of VSW and anaerobic sewage sludge, originating from a UASB reactor. 27 ABR were monitored, 12 with 2.30 liters and 15 with 1.15 liter of volume unit, being allowed to about 15% of the volume for the head-space. The quantification of the volume of biogas was performed daily and determination of its composition, by gas chromatography, weekly. After 160 days of monitoring, the reactors were unloaded and the biostabilized substrate was characterized. Among the conditions studied, it was observed that the best treatment that favored the anaerobic digestion was for reactors with a substrate containing total solids of 36.2 gST.L-1 at room temperature, resulting in removal efficiency 28.5% of total COD, volume 23.85 liters of biogas, 9.05 liters of CH4 and CH maximum percentage of 56% in the biogas. Thus, anaerobic digestion can be considered a viable alternative for the treatment of VSW, taking advantage of its potential energy in a rational manner and reducing the volume of waste going to landfills and/or landfills. / Cerca de 260 mil toneladas de resíduos sólidos urbanos (RSU) são coletados diariamente no Brasil e devido à falta de gerenciamento adequado, o descarte desses resíduos geralmente causa impactos ambientais. Nas destinações finais, os resíduos sólidos orgânicos (RSO), presentes nos RSU, sofrem biodegradação, produzindo lixiviado e gases de efeito estufa. Os resíduos sólidos orgânicos vegetais (RSOV), parcela dos RSO, merecem destaque quanto ao tratamento, pois os mesmos são gerados em grandes quantidades nas centrais de abastecimento, portanto podem constituir grande risco ao ambiente. Uma alternativa que se destaca no âmbito do tratamento de RSO é a digestão anaeróbia, isto devido produzir CH como produto final, considerando-se como fonte de energia renovável. Neste estudo foi analisado o comportamento da digestão anaeróbia dos RSOV em reatores anaeróbios em batelada (RAB), verificando a influência das temperaturas ambiente (média 21,5ºC), 40 e 50ºC e concentração de sólidos totais de 36,2; 48,5 e 59,9 gST.L -1 em sua bioestabilização. O sistema experimental foi instalado e monitorado nas dependências da Estação Experimental de Tratamento Biológico de Esgoto Sanitário da Universidade Estadual da Paraíba, Campina Grande PB. Os substratos utilizados na alimentação dos reatores foram preparados a partir da mistura de RSOV e lodo anaeróbio de esgoto sanitário, oriundo de reator UASB. 27 RAB foram monitorados, sendo 12 de 2,30 litros e 15 de 1,15 litros de capacidade volumétrica unitária, sendo reservado cerca de 15% deste volume para o headspace. A quantificação do volume do biogás foi realizada diariamente e a determinação de sua composição, por cromatografia gasosa, semanalmente. Após 160 dias de monitoramento, os reatores foram descarregados e o substrato bioestabilizado foi caracterizado. Dentre as condições estudadas, observou-se que o tratamento que melhor favoreceu o processo de digestão anaeróbia foi para os reatores com substrato contendo concentração de sólidos totais de 36,2 gST.L a temperatura ambiente, obtendo-se eficiência de remoção de DQO de 28,5%, volume de 23,85 litros de biogás, 9,05 litros de CH4 total e percentual máximo de CH no biogás de 56%. Assim, a digestão anaeróbia pode ser considerada alternativa viável para o tratamento dos RSOV, aproveitando seus potenciais energéticos de forma racional e reduzindo o volume de resíduos destinados a lixões e/ou aterros.

Neste trabalho foram desenvolvidos e avaliados sistemas integrados de fotodegradação de material orgânico precedendo a determinação voltamétrica, em batch e em fluxo, de metais pesados em níveis de traço, em amostras de água e outras matrizes. Em particular, pela primeira vez, foi proposto, para a abertura das amostras, o método da degradação fotocatalítica mediada por TiO2 (Degussa P-25, via de regra 0,1% em peso) em suspensão. O quelato Cd(II)-EDTA atuou como sistema modelo nesta investigação baseada na recuperação do sinal voltamétrico do metal, inicialmente suprimido, através da parcial ou total destruição do ligante orgânico. Mostrou-se que a degradação fotocatalítica permite acelerar significativamente o processo, especialmente na presença de scavengers de elétrons, como O2 e a temperaturas acima da ambiente. Além disso, o maior aproveitamento da região próxima ao visível do espectro de emissão das lâmpadas, proporciona uma serie de vantagens práticas, como o uso de bobinas de PTFE, no lugar das de quartzo, para a exposição das amostras à radiação ou o emprego de lâmpadas de fluorescência no lugar das de vapor de mercúrio. Observou-se que a presença de partículas de TiO2 não afeta significativamente o sinal polarográfico (NPP) e voltamétrico (ASV) do Cd(II), apesar da deposição de certa quantidade deste óxido na superficie do eletrodo, ocasionando redução na sobretensão de H2 em meio ácido. Para metais com potencial redox menor que o Cd(II), a troca de eletrólito (em fluxo) representa uma elegante solução para contornar o problema. Já, fenômenos de adsorção do analito na superfície do TiO2, observado com Pb(II) mas não com Cd(II), puderam ser prevenidos no caso do Pb(II) com o uso de eletrólitos com pH<2. Examinou-se amplamente a operação em fluxo monosegmentado (MSFA), em sistemas integrados de injeção, fotodigestão, remoção de bolhas, desoxigenação, pré-concentração na superfície do EGPM e determinação, após eventual troca do eletrólito até níveis de Cd(II) da ordem de &#181;g L-1 e excessos de EDTA de até 1:500. Em particular, avaliou-se sistematicamente o uso de adaptadores FIA-EGPM. Estes estudos serviram de base para a idealização e a montagem de um sistema mecanizado prático e compacto, com operação de rotina controlado por software. Aplicações iniciais a alguns tipos de amostras ou matrizes reais (enriquecidas com padrão de Cd(II) e outros metais) que se seguiram ao aprofundado estudo do sistema modelo demonstraram a potencialidade da técnica, que passa a constituir atraente alternativa a ser considerada num leque de aplicações reais. / The present work aimed to develop and assess integrated devices for the photodegradation of organic matter prior to the voltammetric determination of trace heavy metals in water samples as well as in other matrixes, in batch and flowing systems. In particular, for the first time, for the sample digestion step a TiO2-mediated photocatalytic degradation method is proposed. This is based on the use of suspensions of Degussa P-25 TiO2, usually 0.1% w/w in the samples to be treated. The chelate Cd(II)-EDTA acted as a model system in investigations in which the voltammetric signal, suppressed at first, was recovered upon partial or total destruction of the organic ligand. Significant process enhancement speed is obtained with the photocatalytic degradation, especially in the presence of electron scavengers, such as dissolved O2, and at temperature above ambient values. In addition to this, thanks to this UV-TiO2-mediated method, it is possible not only to make use of a broader portion of the radiation but also to benefit from other advantages, such as the use of PTFE rather than quartz for the manufacture of the reactor coil and the utilisation of fluorescent lamps instead of mercury ones. It was observed that the presence of colloidal particles of TiO2 does not significantly affect the polarographic (NPP) nor the voltammetric (ASV) Cd(II) signal, even if a small amount is deposited onto the electrode surface. This causes the reduction of the H2 overvoltage in acidic medium. For metals with redox potential lower than cadmium\'s, the electrolyte exchange under flowing conditions represents an elegant way to overcome the problem. Phenomena of analyte adsorption on TiO2, observed for Pb(II) but not for Cd(II), were prevented in the case of Pb(II) bu operating at pH lower than 2. Monosegmented Flow Analysis systems (MSFA), integrating the injection, photodigestion, bubbles removal, degassing, preconcentration on the HMDE, determination and electrolyte exchange (as needed) steps, were thoroughly examined for Cd(II) levels of as little as few &#181;g L-1 in the presence of EDTA 1:500 (w/w). More notably, a number of FIA-MDE adaptors were systematically assessed. The investigations resulted in the design and construction of a practical and compact mechanised system, controlled by software, for routine analysis. Some applications on real samples or spiked real matrixes have shown the potentials of the technique which seems to represent an attractive alternative for a wider range of real applications.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:08:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rosangela Dala Possa.pdf: 2685580 bytes, checksum: 3b608d2924c5b2e0f11e3d8e887cdca5 (MD5) Previous issue date: 2013-02-06 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In recent years, the use of anaerobic bio-digestion systems for the treatment of wastes from agro-industrial activities has been intensified. The main products of bio-digestion are biogas and bio-fertilizer. Biogas is composed mainly of methane (CH4), carbon dioxide (CO2), hydrogen sulfide (H2S) and ammonia (NH3), which in most cases is used as fuel for powering stationary engines. In these cases, the presence of CO2, H2S and NH3, undermines the viability of its use as fuel because it reduces the calorific potential and lifetime of engines. In this context, the study aimed to develop and evaluate an alternative technology for purification of the methane contained in biogas from anaerobic digestion of swine manure. Therefore, the methodology contemplated the technological foresight inherent in matter (removal / purification of biogas), identifying advantages / disadvantages, design / construction of alternative technology (prototype) and its installation on a rural property for the purpose of operational testing. The results demonstrate the technical and economical viability for implementation in a real situation. For the corrosive components the reduction of 96% for H2S and of 83,1% for NH3 was achieved, beyond 6% CO2 reduction. The result was the increasing of methane concentration which reached 75% enabling the use of the biogas as a fuel. / Nos últimos anos, tem sido intensificado o uso de sistemas de biodigestão anaeróbica, para o tratamento dos dejetos das atividades agroindustriais. Os principais produtos da biodigestão são biogás e biofertilizante. O biogás é constituído, principalmente, de metano (CH4), dióxido de carbono (CO2), gás sulfídrico (H2S) e amônia (NH3), o qual, na maioria dos casos é utilizado como combustível para acionamento de motores estacionários. Nesses casos, a presença de CO2, H2S e NH3, comprometem a viabilidade do seu uso como combustível, pois reduz o potencial calorífico e a vida útil dos motores. Neste contexto, o trabalho teve como objetivo desenvolver e avaliar uma tecnologia alternativa para purificação do metano contido no biogás proveniente da digestão anaeróbica de dejetos de suínos. Para tanto, a metodologia contemplou a prospecção tecnológica inerente ao assunto (remoção/purificação de biogás), a identificação de vantagens/desvantagens, o projeto/construção da tecnologia alternativa (protótipo) e a sua instalação numa propriedade rural para efeitos de testes operacionais. Os resultados, demonstram a viabilidade técnica e econômica para implementação na situação real. Especificamente foi alcançada uma redução para os componentes corrosivos (96% para o H2S e 83,1% para a NH3), além de 6% de redução do CO2. A consequência disso foi o aumento da concentração do metano que atingiu 75% viabilizando a utilização do biogás como combustível.

Made available in DSpace on 2016-08-19T12:56:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MIRELA GHISI.pdf: 1324849 bytes, checksum: 5d9ca5c5a49c366f3bf4959e2e942a14 (MD5) Previous issue date: 2011-05-16 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The metals content in biodiesel is directly related with the raw material used and also with the utilized biodiesel production method. In this work, an evaluation of the main metals present in biodiesel samples from different sources was done. The qualitative analysis of the metal content was assessed using the Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry technique after sample digestion in microwave oven. The main metals identified in the analyzed biodiesel samples were Al, Cr, Cu, Fe, Mg, Mn, Ni, Pb, Sr and Zn. Metals like Ag, As, Ba, Cd, Co, Tl and V have not significant presence in the samples. Among these, Cu and Fe were selected due to their relevance and importance in oxidative process of biodiesel, to the development of an analytical methodology to be used in the determination by Electrothermal Atomic Absorption Spectrometry, and also evaluate the effect of these metals over the oxidative stability of the soy biodiesel. The samples were prepared with tetramethylammonium hydroxide (TMAH), and the pyrolysis and atomization temperatures were optimized pyrolysis and atomization curves. The high pyrolysis temperature adopted, 1000 oC, certainly minimized potential interferences, but calibration had to be carried out with aqueous standard solutions in the presence of the TMAH. The detection limits in the sample (3s, n=10), were quite low 15 ng g-1 and 24 ng g-1 for Cu and Fe, respectively. Seven biodiesel samples, produced from different raw materials, including vegetable seed, waste frying oil and animal fat were analyzed. Accuracy was validated by applying the recovery test (recoveries from 105% to 120%) and through comparison with the obtained results by High Resolution Continuum Source Electrothermal Atomic Absorption Spectrometry. The precision, expressed by the relative standard deviation, was better than 3% for Cu and than 7% for Fe. Copper could be quantified in two and Fe in three of the seven samples. The biodiesel sample from fodder turnip was especially rich in the analytes in comparison to the other samples. The influence of metals Cu and Fe on soy biodiesel oxidative stability was evaluated by Rancimat method through induction period, according with the Standard EN 14112. The metals Cu2+ and Fe3+ were added to the biodiesel samples in the form of theirs salts, and different storage times of the samples were evaluated. Due to the catalytic behaviour of these metals, the oxidative stability of the samples was affected, even under low metal concentrations. Compared to Cu2+, the effect over the biodiesel stability was higher when Fe3+ was added. / A presença de metais no biodiesel está diretamente relacionada com a matéria-prima utilizada e também com o processo utilizado para a obtenção do biodiesel. Neste trabalho realizou-se uma avaliação dos principais metais presentes em amostras de biodiesel provenientes de diferentes fontes. A análise semi-quantitativa nas amostras de biodiesel foi realizada utilizando a técnica de Espectrometria de Massa com Plasma Indutivamente Acoplado após a digestão das amostras em micro-ondas. Os principais metais identificados nas amostras de biodiesel analisadas são Al, Cr, Cu, Fe, Mg, Mn, Ni, Pb, Sr e Zn. Metais como Ag, As, Ba, Cd, Co, Tl e V não estão presentes em concentrações significativas nessas amostras. Em função de sua relevância e importância em processos oxidativos do biodiesel, selecionou-se Cu e Fe para o desenvolvimento de uma metodologia analítica para a determinação destes por Espectrometria de Absorção Atômica com Atomização Eletrotérmica e também a avaliação do efeito destes metais sobre a estabilidade oxidativa do biodiesel de soja. As amostras foram preparadas com hidróxido de tetrametilamônio (TMAH), e as temperaturas de pirólise e atomização foram otimizadas através de curvas de pirólise e atomização. A alta temperatura de pirólise adotada, 1000 oC, certamente ajudou a minimizar possíveis interferências; porém, a calibração teve de ser realizada com padrões aquosos na presença de TMAH. Os limites de detecção (3s, n = 10), na amostra, foram baixos, 15 ng g-1 e 24 ng g-1 para Cu e Fe, respectivamente. Sete amostras de biodiesel, produzidas de diferentes matérias-primas, incluindo óleos vegetais, óleo de fritura e gordura animal foram analisadas. A exatidão foi avaliada através do teste de recuperação (recuperações de 105% a 120%) e através da comparação com os resultados obtidos por Espectrometria de Absorção Atômica de Alta Resolução com Fonte Contínua e Atomização Eletrotérmica. A precisão, expressa pelo desvio padrão relativo foi melhor que 3% para Cu e que 7% para Fe. Cobre pôde ser quantificado em duas e Fe em três das sete amostras. A amostra de biodiesel proveniente do nabo forrageiro era especialmente rica nos analitos comparada às outras amostras. A influência dos metais Cu e Fe sobre a estabilidade oxidativa do biodiesel de soja foi avaliada pelo método Rancimat através do período de indução, de acordo com a Norma EN 14112. Os metais Cu2+ e Fe3+ foram adicionados nas amostras de biodiesel na forma de seus sais, e foram avaliados diferentes tempos de armazenamento das amostras. Devido ao efeito catalítico destes metais, a estabilidade oxidativa das amostras analisadas foi reduzida mesmo na presença de baixas concentrações dos metais. O efeito do Fe3+ sobre a estabilidade do biodiesel foi significativamente maior quando comparado ao Cu2+.