Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JCT.pdf: 1491888 bytes, checksum: 4d9ca7cdf5589d00d6842774413d3761 (MD5) Previous issue date: 2004-03-25 / Universidade Federal de Sao Carlos / The clavulanic acid (CA) is an important inhibitor of β-lactamases, enzymes that clives the β-lactam ring of penicillins and cephalosporins, inativating these compounds. CA is traditionally produced by Streptomyces clavuligerus in batch (B) or feed batch (FB) cultivations. Considering that the products of easily assimilable catabolic carbon source catabolism repress the biosynthesis of secondary metabolite, including CA, production in FB is preferable because control of nutrient level can be performed. In the present work the effect of supplementing medium (composition, concentration of glycerol and feed flow rate) on the production of CA was evaluated in fed batch cultivations in 4L stirred-tank bioreactor. Aeration was set at 0.5 vvm, the agitation rate was controlled at 800 rpm and pH at 6.8. Initially, a batch cultivation was carried out with glycerol (15 g.L-1) and Samprosoy (20 g.L-1), a soy protein hydrolyzate, as carbon and nitrogen sources, respectively. The results obtained from this experimental, concerning CA production, were considered as standart for comparasion with furter experimental results. Also, the observed glycerol consuption rate was used to define the glycerol feed rate infurter experiments. The kinetic model considering non-associated production with CA degradation was fitted to the experimental results and cultivation in FB were simulated under different conditions of volumetric flow rate (F) and glycerol concentration on supplementary medium (Cse). The experimental results showed that the rate of production of CA and glycerol consumption, were directly related, condition not predicted by model, besides, its negative effect on the AC production after the feeding indicate a possible inhibition/repression effect of glycerol. The possible negative effect of glycerol not confirmed by the results of a batch cultivation with pulse of glycerol at 24 hours cultivation, indicating that this effects caused by others compounds in the culture medium or due to dilution of the medium. The subsequent results with different feeding conditions and glycerol concentration utilizing complete supplementary medium, with only glycerol, indicate that CA production is increased in process with high Cse and low volumetric flow rate (F) that guarantee sufficient carbon source and minimize the dilution effects. / O ácido clavulânico (AC) é um importante inibidor das enzimas β-lactamases que clivam o anel β-lactâmico de antibióticos como penicilinas e cefalosporinas, tornando esses compostos inativos. O AC é tradicionalmente produzido por Streptomyces clavuligerus em cultivos operados em batelada (B) e em batelada alimentada (BA). Pelo fato dos produtos do catabolismo de fontes de carbono facilmente assimiláveis acabarem por reprimir as enzimas responsáveis pela biossíntese de metabólitos secundários, entre os quais inclui-se o AC, a produção em BA é preferível, uma vez que torna possível controlar os níveis de nutrientes no caldo. No presente trabalho foram avaliados os efeitos da alimentação de meio de cultura suplementar (composição, concentração de glicerol e vazão) na produção de AC em batelada alimentada em biorreator de bancada de 4L em cultivos operados a 800 rpm, 0,5 vvm e pH = 6,8. Inicialmente, realizou-se um cultivo em batelada em meio de cultura contendo de glicerol (15 g.L-1) e Samprosoy 90 NB (20 g.L-1), uma proteína isolada de soja. Os resultados desse cultivo em termos de produção de AC serviram de padrão de comparação e a velocidade de consumo de glicerol como base para definir a velocidade de alimentação de glicerol nos cultivos em BA. Um modelo cinético para produto não associado ao crescimento considerando degradação do AC foi ajustado aos resultados experimentais e simulações foram realizadas para cultivos em BA, definindo as condições que deveria conduzir tais cultivos com o intuito de se obter os resultados esperados. Foram realizados cultivos em diferentes condições de vazão volumétrica de alimentação (F) e concentração de glicerol no meio suplementar (Cse). Os resultados experimentais mostraram uma relação linear entre as velocidades de AC e de consumo de glicerol, condição não prevista pelo modelo, além de um efeito negativo na produção de AC num período após o início de alimentação, indicando uma possível inibição ou repressão pelo glicerol, o que foi descartado pelos resultados de um cultivo em batelada com pulso de glicerol em 24 horas, indicando que tal influência poderia ser devido a outro (s) constituinte (s) do meio ou a diluição. Os resultados de cultivos subseqüentes, em diferentes condições de vazão e de concentração de glicerol e com meio de cultura suplementar completo e com apenas glicerol, indicaram que a produção de AC é melhorada operando o processo com alta Cse e baixas vazões (F), condições que asseguram suficiência em fonte de carbono e minimizam os efeitos de diluição

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 182.pdf: 3583407 bytes, checksum: d7464e822edabf29bc52aaf621e78e05 (MD5) Previous issue date: 2004-04-19 / Financiadora de Estudos e Projetos / The restriction in the application of molecular sieves in adsorption or catalytic process involving molecules with diameters higher than 0.8 nm, have lead to the study of solids possessing higher pore size. In that sense, pre - established porous solids might be obtained from the agglomeration of mono - disperse nanospheres, with the resulting porous system being a consequence of the nanospheres diameter and of their physical and chemical properties. In this work, silica-nanospheres were prepared through the tetraethyl-orto-silicate (TEOS) hydrolysis catalyzed by ammonia and in the presence of water and ethanol. In a first step it was developed an optimization of nanospheres synthesis conditions as a function of the temperature and the water and ammonia concentrations. In a later step, solids were prepared from the agglome ration of nanospheres by the liquid medium evaporation or centrifugation. The nanospheres diameter was determined using dynamic light scattering or scanning electron microscopy. The characterization of the agglomerates was realized by scanning and transmission electron microscopy, infrared spectroscopy, thermogravimetric analysis and adsorption/desorption measurements. The results showed that it is possible to synthesize spherical mono-disperse nanospheres with predefined diameter (40 180 nm) by controlling the temperature and water and ammonia concentrations in the synthesis medium. The preparation of nanospheres agglomerates by centrifugation leads to solids with regular array and body centered cubic or hexagonally compact organization. This type of arrangement for nanospheres smaller than 250 nm was favoured by the application of higher centrifugation rates and the obtained solids presented specific surface area higher than the calculated from the obtained diameter, which was attributed to the probable presence of microporous in the nanospheres. Nevertheless of the regular structure of nanospheres agglomerates, the thermogravimetric and infrared spectroscopy data showed that the nanospheres are linked by few Si-O-Si bonds, being the most of them linked by hydrogen bonds, this justifying its low mechanical strength. / A limitação na aplicação de peneiras moleculares microporosas no processamento em catálise ou adsorção de moléculas com diâmetros cinéticos maiores que em torno de 0,8 nm, tem levado à busca de sólidos com poros maiores. Nesse sentido, sólidos porosos sob medida podem ser obtidos a partir da aglomeração de nanoesferas monodispersas, sendo que o sistema poroso resultante e às suas propriedades serão uma conseqüência direta do diâmetro das nanoesferas e das suas características físicas e químicas. Neste trabalho foram preparadas nanoesferas de sílica através da hidrólise de tetra-etil-orto-silicato (TEOS) catalisada por amônia na presença de água e etanol. Para tanto, numa primeira etapa foi realizado um estudo dirigido à otimização das condições de síntese de nanoesferas em função da temperatura e das concentrações de água e amônia. Em etapa posterior foram preparados sólidos a partir da aglomeração das nanoesferas através da evaporação do meio líquido ou por centrifugação. Na determinação do diâmetro das nanoesferas foram utilizados espalhamento de luz dinâmico e microscopia eletrônica de varredura. A caracterização dos aglomerados foi realizada através de microscopia eletrônica de transmissão e varredura, espectrometria no infravermelho, termogravimetria e medidas de adsorção/dessorção de nitrogênio. Os resultados mostraram a possibilidade de sintetizar nanopartículas de sílica monodispersas com formato esférico e diâmetro pré-definido (40 a 180 nm), controlando-se a temperatura e a concentração de água e amônia. A preparação de aglomerados de nanoesferas via centrifugação conduziu a sólidos com arranjo regular e compactação do tipo cúbica de corpo centrado ou hexagonal. Esse tipo de arranjo para nanoesferas menores que 250 nm, foi favorecido pela aplicação de velocidades de centrifugação mais altas, e apresentou áreas superficiais específicas maiores que as calculadas a partir do diâmetro das partículas, o que foi atribuído à provável presença de microporos. Apesar das nanoesferas formarem uma estrutura regular, de acordo com resultados de termogravimetria e espectroscopia no infravermelho, poucas nanoesferas encontram-se unidas por ligações Si-O-Si, estando em sua maioria ligadas por pontes de hidrogênio, o que justifica à baixa resistência mecânica dos aglomerados.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2151.pdf: 1524860 bytes, checksum: 6ed528476d44762b88988e6b1ca76146 (MD5) Previous issue date: 2004-08-20 / Universidade Federal de Sao Carlos / The use of the technology of animal cell culture for the expression of recombinant proteins has been gaining major interest within biotechnology due the obtation of recent efficient medicaments in the chronic diseases. In this work was utilized the recombinant lineage CHO-K1, denominate CHOZMD, anchorage-dependent. It is capable of expressing a disintegrin with antimetastics properties. Knowing the precedent of well performance of fixed bed bioreactors with utilization of microcarriers in large scale animals cells cultures. It was fixed as purpose of this work the definition of a method to prepare of inoculum to this bioreactor utilizing Cytoline 1 commercial macroporous microcarrier in spinner flask. The cultures realized in spinner flasks of 500 mL with Cytoline 1 microcarriers with DMEM medium in range of pH in 7.0 to 7.4. It showed that the electrostatic incompatibility between the cell and the microcarrier matrix composed of polyethylene and silica was responsible by decreased adhesion cell and, consequently, by intense cell death for firsts hours of experiments. In function this was necessary to utilize an inoculum with high cell concentration and a better pH medium control to reach satisfactory results in the culture. Following this strategy was possible to achieve highest maximum specific growth cell rate (μmáx) for the CHOZMD cell of 0.24d-1 while for wild CHO-K1 cell was obtained 0.36d-1, both comparable with other works encounter in the literature. The best value obtained of cell productivity with recombinant cell was of 6,096 cel/mL·h and for wild cell was of 10,596 cel/mL·h The lager concentrations of adherents cells on microcarriers were obtained in this experiments that utilized concentrated inoculums, in the case of recombinant cell was obtained 1.39·106 cel/mL and in the case with wild cell of 1.65·106 cel/mL. For the preparation of an inoculum for a fixed bed bioreactor when prepared in spinner with Cytoline 1 microcarrier recommend: adoption of an inoculum approximate of 2.0·106 cel/mL in exponential growth phase and with rigorous control of pH medium in 7.3. / O uso da tecnologia de cultivo de célula animal para a expressão de proteínas recombinantes vem ganhando interesse crescente dentro da biotecnologia em função da obtenção de novos medicamentos eficientes no tratamento de doenças crônicas. Neste trabalho foi utilizada a linhagem recombinante CHO-K1 (Chinese Hamster Ovary), denominada CHOZMD, dependente de ancoramento. Capaz de expressar uma desintegrina com propriedades antimetastáticas. Conhecendo os precedentes de bom desempenho do biorreator de leito fixo com utilização de microcarregadores no cultivo de células animais em larga escala fixou-se como objetivo deste trabalho a definição de um método para preparo de inóculo para esse biorreator utilizando o microcarregador macroporoso comercial Cytoline 1 em frasco spinner. Os cultivos realizados em frasco spinner de 500 mL com microcarregadores Cytoline 1 em meio DMEM em pH variando entre 7,0 e 7,4 mostraram que a baixa compatibilidade entre a célula e a matriz do microcarregador composta de polietileno e sílica foi responsável pela baixa adesão celular. Em função disso foi necessário utilizar um inóculo com alta concentração celular e um melhor controle do pH do meio para alcançar resultados satisfatórios nos cultivos. Seguindo essa estratégia foi possível conseguir velocidades específicas máximas de crescimento celular (μmáx) para a célula CHOZMD de 0,24d-1 enquanto que para a célula CHO-K1 selvagem obteve-se 0,36d-1, ambas comparáveis as de outros trabalhos encontrados na literatura. O melhor valor obtido de produtividade celular com célula recombinante foi de 6.096 células/mL·h e para a célula selvagem foi de 10.569 células/mL·h. As maiores concentrações de células aderidas aos microcarregadores foram obtidas nos experimentos que utilizaram inóculos concentrados, no caso da célula recombinante obteve-se 1,39·106 células/mL e no caso com célula selvagem 1,65·106 células/mL. Para o preparo de um inóculo adequado para um biorreator de leito fixo quando preparado no spinner com microcarregador Cytoline 1 recomenda-se a adoção de um inóculo em torno de 2,0·106 células/mL na fase exponencial de crescimento e controle rigoroso do pH do meio em 7,3.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2321.pdf: 2212590 bytes, checksum: e03a838bd999bce0488998d98b12479f (MD5) Previous issue date: 2009-02-20 / Universidade Federal de Sao Carlos / Arachis hipogae L. peanut is an orthodox seed that must go through a drying process to become free from aflatoxin. The fruit is formed by a system made up by a nucleus and a resistant involucre that constitutes a heterogeneous mixture. So as to contribute to the improvement of those seeds drying, the objective of this study is to analyze the drying of the compound system and its subsystems in relation to moisture transport and shrinkage, as well as the influence on physiological and physical characteristics. In order to do so, the fruit, the seeds with and without endocarp, as well as the pericarp were placed in a forced convection dryer. To approach the problem, the idea of fluid flow on submerged bodies was adopted. The experiments were conducted based on a 32 experimental planning with temperatures of 30, 40 e 50°C and velocities of 0,5; 1,0 e 1,5 m/s. The intermittent method was used to measure the samples mass and to obtain the images. Analysis of the physical and physiological characteristics was performed from observations during the experiments. The results showed that the diffusive transport of moisture was predominant when the fruit and seed with and without the endocarp are concerned. The convective mechanism was also observed for the pericarp. As far as the physical barriers effect is concerned, it was verified that the pericarp and the endocarp cause resistance to mass transport. It was possible to verify the development of the seed s (with and without the endocarp) superficial concavity through image analyses with the aid of IMAGE PRO PLUS® software. However this deformation was not observed for the fruit or for the pericarp. The dimension reductions demonstrate the presence of the shrinkage phenomenon for the seed with and without the endocarp. The results regarding the physiological and physical characteristics showed dependency on operational conditions used when the seeds are processed outside the pericarp. Analysis concerning the process interaction with the product characteristics demonstrated that convective drying is a promising technique having a better relation between the process and quality for the product. Due to the results obtained, the discrimination of the equations that represent drying kinetics with focus on the improvement of seeds production was performed. The advancements obtained contribute to the drying studies of seeds that present protective cover under the perspective of seeds drying engineering. / O amendoim (Arachis hipogae L.) é uma semente ortodoxa que precisa passar pelo processo de secagem para se tornar livre da aflatoxina. O fruto é formado por um sistema composto por um núcleo e um invólucro resistente que constitui uma mistura heterogênea. Visando contribuir com a melhoria da secagem destas sementes o objetivo deste estudo é analisar a secagem do sistema composto e seus subsistemas em relação ao transporte de umidade e encolhimento, assim como, a influência sobre as qualidades físicas e fisiológicas. Para tanto, o fruto, as sementes com e sem endocarpo, bem como, o pericarpo, foram submetidos em um secador de convecção forçada com reciclo de ar. Para a abordagem do problema adotou-se a visão de escoamento de fluido sobre corpos submersos. Os experimentos foram conduzidos com base em um planejamento experimental 32 com temperaturas de 30, 40 e 50°C e velocidades de 0,5; 1,0 e 1,5 m/s. Para medida da massa das amostras e a tomada de imagens foi utilizado o método intermitente. As qualidades físicas e fisiologias foram realizadas a partir de observações durante os experimentos. Os resultados obtidos mostraram que o mecanismo predominante no transporte de umidade é o difusivo, quando se tem o fruto, a semente com e sem endocarpo. Para o pericarpo foi verificada também a presença do mecanismo convectivo. Quanto ao efeito das barreiras físicas, foi constatado que o pericarpo e o endocarpo causam resistência ao transporte de massa. Através da análise das imagens, com auxílio do software IMAGE PRO PLUS® foi possível constatar o desenvolvimento da concavidade na superfície da semente com e sem endocarpo. Entretanto, esta deformação não foi observada para o fruto nem para o pericarpo. As reduções das dimensões demonstram a ocorrência do fenômeno de encolhimento para a semente com e sem endocarpo. Os resultados referentes às qualidades fisiológicas e físicas mostraram dependência com as condições operacionais utilizadas quando as sementes são processadas fora do pericarpo. A análise referente à interação do processo com as qualidades do produto demonstrou que a secagem convectiva é promissora tendo a melhor relação entre o processo e qualidade para o fruto. Diante dos resultados obtidos, foi realizada a discriminação das equações que representam a cinética de secagem com enfoque na melhoria da produção de sementes. Os avanços obtidos contribuem com os estudos da secagem de sementes que apresentam capa protetora sob o ponto de vista de engenharia de secagem de sementes.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2313.pdf: 7611200 bytes, checksum: 70761a0a32b57a18ac7afa858e5824df (MD5) Previous issue date: 2009-03-12 / Universidade Federal de Sao Carlos / The use of fluidized beds as a unit operation for drying of particulate materials is common in industrial processes. However, most works published in the literature, focus the drying of uniform particles, in a narrow range of size distribution. The appealing characteristics of fluidization for drying led some authors to suggest its use for drying of particles of low sphericity (_ < 0.5), which are out of the range of usually fluidized particles. Aiming to contribute for the assessment of fluid dynamic behavior of this class of particles, in the present work was investigated the fluidization of flat particles, with _ varying from 0.063 up to 0.574, bulk density (&#61554;b) from 0.038 to 0.923 g.cm-3 and ratios Ap/Vp (superficial area to volume) between 12 and 226 cm-1. The essays were carried out in a fluidized bed with a height of 0.30 m, and cross section of 0.20 m x 0.11 m, which could be also operated as a vibro-fluidized bed. The tests aimed to investigate the effects of size, shape and specific mass of particles in fluidization and fluid-dynamic behavior of such particles. Vibro-fluidization was tested as an alternative to improve fluidization patterns. Fluid dynamic characteristic curves of P as a function of air velocity were also obtained for the fixed beds in order to evaluate the resistive parameters of these beds as a way to quantify their resistance to the air flow. Tests were conducted using 14 different particulate materials, 9 of them being natural particles (leafs, seeds and cereals) and 5 being manufactured particles. The use of manufactured particles allowed to minimize size distribution and shape variations that are inherent to the natural products, avoiding interfering effects that might complicate an initial analysis. The fluid dynamic behavior was investigated through experimental curves of _P versus U and visual observation of the beds. The results showed that only the particles with sphericity around 0.5 and low ratios Ap/Vp presented homogeneous fluidization patterns, similar to the observed in fluidization of conventional particles. In fluidization of particles with _ 0.228 were observed poor fluidization patterns and highly non-homogeneous beds. The values of bulk porosity of static beds were higher than 80% for the beds constituted by leaves, and stayed between 30 and 70% for the remaining particles. The values of _b and _mf tended to decrease as the values of Ar increased, while Pmf tended to increase and Umf showed no clear dependence of Ar. The use of vibration did not reduce significantly the values of Umf and did not improve much the quality of fluidization as well, excepting for the particles of higher sphericity (around 0.5). But for some conditions obtained as fluidizing rigid particles, with large superficial areas, the vibration did provoke the alignment of particles into the beds, leading to a packing in which the contact area between particle and fluid is optimized, which might be interesting as drying applications are concerned. / A secagem de sistemas particulados com emprego de leitos fluidizados é uma operação unitária comum na indústria. Entretanto, a maioria dos trabalhos publicados foca a secagem de partículas regulares em estreita faixa de distribuição granulométrica. As características vantajosas dos leitos fluidizados têm levado alguns autores a propor seu uso na secagem de partículas com baixas esfericidades (_ < 0,5), fora da faixa usual de fluidização. A fim de contribuir para a compreensão do comportamento fluidodinâmico deste tipo de material, neste trabalho foi realizada uma caracterização fluidodinâmica de leitos fluidizados operando com partículas planas com esfericidades (_) variando de 0,063 a 0,574, densidade bulk (&#61554;b) de 0,038 a 0,923 g.cm-3 e relações Ap/Vp (área superficial pelo volume) entre 12 e 226 cm-1. As investigações experimentais foram realizadas em um leito fluidizado com altura de 0,30 m e seção de área transversal de 0,20 m x 0,11 m. O objetivo dos ensaios foi avaliar como a forma, dimensões e massa específica das partículas afetam a fluidização e suas características fluidodinâmicas. A vibrofluidização foi avaliada como alternativa de melhorar a qualidade da fluidização. De forma complementar, realizou-se uma caracterização em leito fixo com o intuito de avaliar a resistência que os meios constituídos por estas partículas oferecem à passagem do ar. Os ensaios foram realizados com 14 materiais, sendo 9 de origem natural (folhas, sementes e cereais) e 5 partículas manufaturadas de origem sintética. O uso destas partículas objetivou evitar a interferência da rugosidade superficial e minimizar variações no tamanho e na forma inerentes às partículas naturais, o que poderia dificultar a análise fluidodinâmica num estágio inicial. O comportamento fluidodinâmico, assim como, a qualidade da fluidização foram analisados através de curvas de _P versus U e da observação visual do leito. Os resultados indicam que somente as partículas de esfericidades em torno de 0,5 e menores relações Ap/Vp apresentaram fluidização homogênea, semelhante à observada em leitos fluidizados de partículas convencionais. Para as partículas com _ _ 0,228 foram obtidos padrões de fluidização irregulares e leitos altamente não homogêneos. As porosidades bulk dos leitos estáticos foram superiores a 80% para os leitos constituídos por folhas e variaram entre aproximadamente 30 e 70% para as demais partículas. Em geral, observou-se que _b e _mf tendem a diminuir com o aumento de Ar, Pmf tende a diminuir quando Ar aumenta e Umf não apresentou dependência clara em relação a este adimensional para a faixa de condições investigadas. A introdução de vibração não proporcionou reduções significativas na Umf para estas partículas e não melhorou significativamente a qualidade da fluidização obtida, exceto para as partículas de maiores esfericidades (em torno de 0,5). Contudo, em algumas condições, obtidas com partículas rígidas e de elevada área superficial, a vibração provocou o alinhamento das partículas no interior do leito, resultando em uma configuração onde a área de contato entre as partículas e o fluido é máxima, o que pode ser interessante para a secagem. Para as partículas de maiores, o uso de vibração levou a uma melhora significativa na qualidade da fluidização.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2405.pdf: 4134171 bytes, checksum: 0f348736ad3db9c0d6c14d652178dc32 (MD5) Previous issue date: 2009-03-27 / Universidade Federal de Sao Carlos / In Brazil, the oil production with high naphthenic hydrocarbon (HC) content and the hard growing for the petrochemical market have led to the necessity to maximize the production of light HC (in special light olefins). The new technologies must involve the use of acid catalysts that have high activity and selectivity. In despite of the naphthenic HC make part of the feed of the FCC reactor, few studies have been devoted to their transformations on HUSY and HZSM-5 zeolites, main active components of the FCC catalysts, and also on the MCM-22 zeolite. In this context, the objective of this work was to evaluate the cyclohexane and methylcyclohexane transformations on the above mentioned zeolites. The MCM-22 was hydrothermally synthesized under static conditions and in the case of USY and ZSM-5 zeolites, commercial samples were used. The samples were characterized by thermogravimetric analysis, X ray diffraction, chemical analysis, nitrogen sorption, scanning electron microscopy, and evaluated in the cyclohexane and methylcyclohexane transformation at 400 oC, with after carbon analysis. The studied zeolites were active in the studied reactions, nevertheless, the conversion, yield and selectivity to light HC were dependent on the zeolite structure, number and strength of the acid sites and the external area. The HUSY zeolite, due to their higher aluminum content, showed higher activity with high yield to isomerization products. On the contrary, on the HZSM-5 zeolite the cracking products were favored with high selectivity to propane and butane. On the base of their structural and textural properties, the HMCM-22 zeolite showed a mixture of cracking and isomerization products. The selectivity to light olefins (C2=, C3= and C4=) was higher on the HZSM-5 zeolite, in which the bimolecular reactions of hydrogen transference were not favored due to the steric restrictions imposed by their microporous, which are smaller in diameter. The microporous structure was determinant in the zeolite deactivation by coke formation. / No Brasil, a produção de petróleo com alto teor de hidrocarbonetos (HC) naftênicos (cicloalcanos) e o forte crescimento da industria petroquímica, tem conduzido a necessidade de maximizar a transformação desses compostos com produção seletiva de HC leves (em especial eteno e propeno). As novas tecnologias devem envolver o uso de catalisadores ácidos que possuam altas atividade e seletividade. Embora os HC naftênicos sejam importantes constituintes da alimentação do processo FCC, poucos estudos contemplam suas transformações sobre as zeólitas HUSY e HZSM-5, principais componentes ativos do catalisador FCC e, também, sobre a zeolita HMCM-22. Assim, objetivou-se neste trabalho avaliar a transformação dos compostos cicloexano e metilcicloexano sobre as zeólitas mencionadas. A zeólita MCM-22 foi sintetizada via tratamento hidrotérmico sob condições estáticas e no caso das zeólitas USY e ZSM-5 foram utilizadas amostras comerciais. As amostras foram caracterizadas por termogravimetria, difração de raios X, analise química, fisissorcao de nitrogênio, microscopia eletrônica de varredura, e avaliadas na transformação do cicloexano e metilcicloexano a 400oC, com posterior determinação do teor de carbono. As zeólitas estudadas se mostraram ativas na conversão desses compostos, porem, a conversão, rendimento e seletividade a HC leves foram dependentes do sistema poroso, teor de alumínio, forca dos sítios e densidade de sítios externos. A zeólita HUSY apresentou maiores conversões pelo seu maior teor alumínio, entretanto, pelos seus sítios ácidos de menor forca e menores restrições estéricas que na HZSM-5, apresentou maior seletividade a compostos provenientes de reações de isomerização. Ao contrario, a zeólita HZSM-5 originou melhores rendimentos a produtos de craqueamento, principalmente C3 e C4. E a zeólita HMCM-22, pelas suas características estruturais e texturais, apresentou uma distribuição mista de produtos de craqueamento e isomerização. A seletividade a olefinas leves (C2=, C3= e C4=) foi maior na zeólita HZSM-5, na qual as reações biomoleculares de transferência de hidrogênio foram desfavorecidas devido a restrições estéricas impostas pelo menor tamanho de seus microporos. A estrutura microporosa foi determinante na desativação das zeólitas por formação de coque.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2586.pdf: 2645999 bytes, checksum: c6a5661cf019268572490acf2470d414 (MD5) Previous issue date: 2009-03-20 / Financiadora de Estudos e Projetos / In this work, we studied the effects of the promoters of support (ZrO2, La2O3, CeO2, CeO2-ZrO2, CeO2-ZrO2-La2O3 and La2O3) in the nickel catalysts supported on &#947;-Al2O3 were studied. The supports were prepared by wet impregnation on &#947;- Al2O3 (Alfa Aesar) with 10% by weight of oxides of cerium, zirconium, lanthanum, ceria-zirconia, ceria-lanthanum and lanthanum-zirconium. The addition of nickel was performed by impregnation of the supports using an aqueous solution of Ni(NO3)2.6H2O (Fluka), followed by drying at 373 K for 24 hours and calcined in synthetic air (80 ml / min) at 823 K for 5 h. The samples were characterized by dispersive spectroscopy X-ray (EDX), analysis of BET, X-ray diffraction (XRD), temperature programmed reduction (TPR), temperature programmed Desorption (TPD), and temperature programmed oxidation (TPO). The catalysts were studied for steam reforming, partial oxidation and oxidative reforming of methane. For steam reforming, the catalysts that have two promoters and the catalyst NiLaAl presented the highest catalytic activities. In the partial oxidation the values of conversion of methane produced by different catalysts are similar. In the oxidative reforming the catalysts that have only one type of promoter and the catalyst NiCeLaAl, above 500 º C showed the best catalytic performance. / Neste trabalho, foram estudados os efeitos dos promotores de suporte (ZrO2, La2O3, CeO2, CeO2-ZrO2, CeO2-La2O3 e La2O3-ZrO2) em catalisadores de níquel suportados em &#947;-Al2O3. Os suportes foram preparados por impregnação úmida em &#947;-Al2O3 (Alfa Aesar) com 10% em massa de óxidos de cério, zircônio, lantânio, céria-zircônia, céria-lantânia e lantânia-zircônia. A adição de níquel foi realizada por impregnação nos suportes usando uma solução aquosa de Ni(NO3)2.6H2O (Fluka), seguida por secagem a 373 K durante 24 horas e calcinados em ar sintético (80 ml / min) a 823 K por 5 h. As amostras foram caracterizadas por espectroscopia dispersiva de raios-X (EDX), análise de BET, difração de raios-X (DRX), redução a temperatura programada (TPR), dessorção de H2 a temperatura programada e oxidação a temperatura programada (TPO). Os catalisadores foram estudados para a reforma a vapor, oxidação parcial e reforma oxidativa do metano. Para a reforma a vapor, os catalisadores que possuem dois promotores e o catalisador NiLaAl foram os que apresentaram maiores atividades catalíticas. Na oxidação parcial os valores de conversão do metano, apresentados pelos diferentes catalisadores, são próximos. Na reforma oxidativa os catalisadores que possuem apenas um tipo de promotor e o catalisador NiCeLaAl, acima de 500ºC, apresentaram os melhores desempenhos catalíticos.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2635.pdf: 5213447 bytes, checksum: 18a6886ba0d9a66b10ba5e1c8dcd28db (MD5) Previous issue date: 2009-09-01 / Financiadora de Estudos e Projetos / Particle morphology is a parameter which deserves great attention in industrial processes. This parameter affect some processes and products like medicines production and cosmetics which are developed by the compaction process, toner cartridges, behavior of aerosol flow of and also the filter cakes formation, among others. Although, the influence of the particle morphology on gas filtration is not well known yet. Because of that, this study aimed to evaluate the influence of particles shape on filter cake formation in gas filtration. Three types of particulate materials were used, all organic, with size distributions very close, similar densities and with different shapes. The materials used were: cassava starch of Yoki brand (volumetric average diameter equal to 14.79 &#956;m), corn starch of the brand Maizena (volumetric average diameter equal to 15.70 &#956;m) and wheat flour of the brand Rosa Branca (volumetric diameter average equal to 27.32 &#956;m). The particle morphology study was done by the analysis of microscopy images on the software Image Pro Plus from Media Cybernetics. The particles shape of cassava starch are very close to the spherical shape with average value for the circularity equal to 0.97, the particles of corn starch have polyhedral shape and circularity equal to 0.85 and the particles of wheat flour have circular flake shape with circularity equal to 0.95. Two types of filter fabric were used as a filter medium, the polypropylene and treated polyester. The filtrations were performed with superficial velocity of 10 cm/s and the cleaning process of the filter medium was done with superficial velocity of 15 cm/s. The time of the filtration experiments was 885 seconds for each one and the cleaning process time was 60 seconds. The results have shown that the filter cake formed by the wheat flour in polyester fabric got the higher specific resistance (k2) of all experiments, with average value of 3.41 x105 s-1 and the lowest porosity. The results using corn starch in polypropylene tissue pointed out the lowest value of specific resistance, with average value equal to 1.21x105 s-1, and also presented a higher porosity of the filter cake. The results have shown that the particle morphology is a very important parameter for the right choosing of the fabric filter, because, for both filter medium tested large differences in pressure drop and also in the efficiency of the cleaning process were observed on the results of the experiments. / A morfologia das partículas é um parâmetro que merece especial atenção nos processos industriais. Esse parâmetro interfere na produção de comprimidos e cosméticos fabricados por processos de compactação, na qualidade de impressões a laser, no comportamento do fluxo de aerossóis bem como na formação das tortas de filtração, entre outros. Entretanto, ainda não é muito bem conhecida a influência da forma das partículas no processo de filtração de gases. Por essa razão esse trabalho teve como objetivo avaliar a relevância do formato das partículas na formação da torta no processo de filtração de gases. Foram utilizados três tipos de materiais particulados, todos orgânicos, com distribuições granulométricas bastante próximas, densidades semelhantes e com formatos diferentes. Os materiais utilizados foram o amido de mandioca (polvilho doce) da marca Yoki, com diâmetro volumétrico médio igual a 14,79 &#956;m, o amido de milho da marca Maizena com diâmetro volumétrico médio igual a 15,70 &#956;m e a farinha de trigo da marca Rosa Branca com diâmetro volumétrico médio igual a 27,32 &#956;m. As análises da morfologia das partículas foram realizadas por meio de imagens obtidas por microscopia eletrônica de varredura com o auxílio do software Image Pro Plus da Media Cybernetics. As partículas de polvilho são as que mais se aproximam do formato esférico, possuindo valor médio para a circularidade igual a 0,97, as partículas de amido de milho possuem formato poliédrico e circularidade igual a 0,85 e as partículas de farinha de trigo têm formato de pastilhas circulares com circularidade igual a 0,95. Para os ensaios de filtração dois tipos de tecido foram utilizados como meio filtrante o polipropileno e o poliéster tratado. As filtrações foram realizadas com velocidade superficial de 10 cm/s e o processo de limpeza do meio filtrante foi o fluxo de ar reverso com velocidade de 15 cm/s. A duração dos ensaios foi de 885 segundos e da limpeza 60 segundos. Os resultados mostraram que a torta de filtração formada pela farinha de trigo em tecido de poliéster apresentou maior resistência específica (k2) dentre todos os experimentos, com valor médio de 3,41x105 s-1 e menor porosidade. Os resultados dos ensaios com amido de milho em tecido de polipropileno apresentaram o menor valor de resistência específica obtido, com valor médio igual a 1,21x105 s-1, e apresentou também a maior porosidade da torta de filtração formada. Os resultados mostraram que a morfologia é um parâmetro muito importante na escolha do tecido de filtração, pois, para os dois tecidos houve grande diferença na perda de carga final e na eficiência do processo de limpeza quando os três materiais foram comparados.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2659.pdf: 1803100 bytes, checksum: f6fd0c345cf0740fa299b0ae10596475 (MD5) Previous issue date: 2009-08-11 / Universidade Federal de Sao Carlos / Alumina supported cobalt catalysts were prepared, characterized and applied in ethanol steam reforming for hydrogen production. The support and the supported catalysts were prepared, respectively, by the solvothermal and precipitation, impregnation and deposition-precipitation methods. Contents of 8 and 15% wt of cobalt were used in the preparation of the catalysts. The cobalt was added by impregnation and deposition-precipitation in the Al2O3 supports using a Co(NO3)2.6H2O solution. The solids were characterized by X-Ray Dispersive Spectroscopy (EDX), Temperature-Programmed Reduction with H2 (TPR-H2), X-Ray Diffraction (XRD), BET Nitrogen Adsorption and Temperature Programmed Oxidation (TPO). The results indicated that the preparation method and the treatment conditions of samples were appropriate for obtaining the wanted compounds. Co3O4 phase was verified for all catalysts through analyses of XRD and TPR-H2 results. Catalytic tests were performed by varying the temperature from 450 to 600°C, with water:ethanol molar ratio of 3:1. The ethanol conversion was superior of 99%, with greater hydrogen yield at 600°C. The lower carbon deposition was observed in catalysts prepared with solvothermal/impregnation methods at 450°C. / Neste trabalho foram preparados e caracterizados catalisadores de cobalto suportados em alumina, com o objetivo de avalia-los no processo de reforma a vapor do etanol para producao de hidrogenio. Os suportes e os catalisadores suportados foram preparados, respectivamente, pelos metodos solvotermico e precipitacao, impregnacao e deposicao-precipitacao. Na preparacao dos catalisadores utilizou-se teor de 8% e 15% em massa de cobalto, que foi adicionado por impregnacao e deposicao- precipitacao, usando solucao aquosa de Co(NO3)2.6H2O. Para caracterizacao dos solidos, as tecnicas utilizadas foram Espectroscopia Dispersiva de Raios-X (EDX), Reducao a Temperatura Programada com H2 (RTP-H2), Difracao de Raios-X pelo metodo do po (DRX), Adsorcao de Nitrogenio pelo metodo B.E.T e Oxidacao a Temperatura Programada (TPO). Os resultados indicaram que o metodo de preparacao e as condicoes de tratamento das amostras foram adequados para obtencao dos compostos desejados. Atraves dos resultados de DRX e RTP-H2 verificou-se a formacao da fase Co3O4 em todos os catalisadores. Os testes cataliticos foram realizados variando-se a temperatura de 450 a 600°C e razao molar agua:etanol na alimentacao igual a 3:1. A conversao do etanol foi sempre superior a 99%, com maior rendimento a hidrogenio a 600°C. Observou-se baixa deposicao de carbono nos catalisadores preparados pelos metodos solvotermico/impregnacao a 450°C.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2676.pdf: 1847822 bytes, checksum: 58fc94ed542ac5ac19abe8c829cc836d (MD5) Previous issue date: 2009-03-30 / Universidade Federal de Sao Carlos / Clavulanic acid and cephamycin C are &#976;-lactam compounds, an important group of drugs used in the treatment of several bacterial diseases, and are simultaneously produced by the bacteria Streptomyces clavuligerus. Similarly to any secondary metabolite, the production of these compounds can be controlled by the intracellular concentration of precursors and cofactors, and their availability to be used in the secondary metabolism depends directly on the nutritional composition changes in the culture media. Based on these facts, the aim of this work was to evaluate the effect of some carbon and nitrogen sources on clavulanic acid (CA) and cephamycin C (CefC) production by S. clavuligerus, and to propose a kinetic model able to represent the influence of these compounds on the behavior of this bioprocess. The fermentation runs were carried out in shakers, using synthetic media, combining glycerol, maltose, asparagine, proline, glutamic acid and ornithine. The results showed that both carbon and nitrogen sources were limitants. The fermentations with media containing maltose gave the highest CA and CefC productions, but the bacterial growth was lower. On the other hand, the fermentations with the media containing glycerol gave a higher bacterial growth and lower production, except for the fermentation using the media composed by glycerol, proline and ornithine, that gave the lowest growth and CA production, and there was no CefC production. The aditition of glutamic acid in the medium containing maltose and asparagine, and the aditition of more asparagine in this same medium favored the bacterial growth, but have no effect on production. The glutamic acid effect on the growth was more intense than that of asparagine. Based on the obtained results, a kinetic model describing the growth, CA and CefC production was proposed. The adjustment of the model to the experimental data was made in six different fermentations. The model had a good adjustment to four of all the media tested, and was able to represent the bioprocess within the conditions studied in this work. / O ácido clavulânico e a cefamicina C são compostos &#61538;-lactâmicos, um importante grupo de medicamentos utilizados no tratamento de doenças bacterianas, e são produzidos simultaneamente pela bactéria Streptomyces clavuligerus. Como qualquer metabólito secundário, a produção destes compostos pode ser controlada pela concentração intracelular de precursores e cofatores, e a sua disponibilidade para uso no metabolismo secundário responde diretamente a mudanças na concentração de nutrientes presentes no meio de cultura. Baseado nestas informações, este trabalho teve como objetivo avaliar como certas fontes de carbono e nitrogênio afetam a produção do ácido clavulânico (AC) e cefamicina C (CefC) por S. clavuligerus, e desenvolver um modelo cinético que possa descrever matematicamente a influência destes componentes no bioprocesso. Para isso, foram realizados cultivos em mesa incubadora rotativa, usando meios sintéticos constituídos da combinação de glicerol, maltose, asparagina, prolina, ácido glutâmico e ornitina. Os resultados dos cultivos mostraram que tanto as fontes de carbono e energia quanto as fontes de nitrogênio foram limitantes. Os cultivos em meios com maltose apresentaram as maiores produções de AC e CefC, mas um menor crescimento. Um comportamento contrário foi observado nos cultivos com os meios contendo glicerol. O cultivo realizado no meio contendo glicerol, prolina e ornitina foi o que apresentou menor crescimento e produção de AC, e nenhuma produção de CefC. O ácido glutâmico favoreceu o crescimento no meio com maltose e asparagina, mas não alterou a produção. O aumento da concentração de asparagina no meio com maltose e asparagina também favoreceu o crescimento, mas também não apresentou nenhum efeito sobre o crescimento e produção. Baseado nos resultados obtidos, foi proposto um modelo matemático que descrevesse o crescimento e a produção de AC e CefC nos meios utilizados. O ajuste foi feito em seis meios diferentes. O modelo apresentou um bom ajuste aos dados experimentais para quatro dos meios estudados e foi capaz de representar o bioprocesso nas condições testadas neste trabalho.