Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 1627.pdf: 3327435 bytes, checksum: 613297b43469ea57fe164818924a7c83 (MD5) Previous issue date: 2007-08-28 / Universidade Federal de Sao Carlos / The total oxidation of the methane is an important environmental and industrial reaction, mainly because it is extensively used in energy production and in the control of gases emission to the atmosphere. With catalysts, the methane combustion is available at lower temperatures, thus decreasing the emission of NOx, a gas of green house harmful to human health. Perovskite-type oxides of the series La1-xSrxMnO3 (x = 0, 0,3 e 0,5) supported on γ-Al2O3 and ZrO2 were prepared and characterized for application in methane oxidation. The samples were prepared by co-precipitation and depositionprecipitation methods, using aqueous solutions of metals nitrates and urea as precipitant agent. Each catalysts were calcined in two steps: first at 600 ºC for 5 hours and later in one of these conditions: 700 ºC/10 h, 800 ºC/10 h or 900 ºC/10 h. Chemical analysis, X-Ray Diffraction (XRD), Specific Surface Area (BET), Temperature Programmed Reduction (TPR) and Scanning Electron Microscopy (SEM) were applied to characterize the samples. The XRD spectra showed that the crystalline structures of the unsupported La1-xSrxMnO3 perovskite were best defined with the increase of the calcination temperature. On the other hand, in the supported samples the complete visualization of the XRD spectra was difficult, being the perovskite structure just confirmed by the presence of its more intense peak. As La3+ and Sr2+ do not reduce at the experimental conditions applied in this work, all the peaks showed in TPR analysis corresponding to reduction of the species Mnn+. The influence of the calcination temperature can also be observed in the variation of the specific surface area of the catalysts. The catalytic essays showed that the compounds are actives at relatively low temperature. The supported catalysts presented higher activity than the unsupported ones and the calcined at lower temperature showed more satisfactory catalytic activities. The substitution of La by Sr increased significantly the catalytic activity of the studied systems / A oxidação total do metano é uma importante reação e é estudada principalmente por dois motivos. Primeiro, por ser utilizada na produção de energia, e segundo, pelo controle na emissão de gases desta reação para a atmosfera. O uso de catalisadores para a combustão do metano resulta em temperaturas de trabalho menores, diminuindo assim a emissão de NOx, que é um poluente ambiental. Óxidos tipo perovskita da série La1-xSrxMnO3 (com x = 0, 0,3 e 0,5) suportados em γ-Al2O3 e ZrO2, foram preparados e caracterizados para aplicação na reação de oxidação do metano. As amostras foram preparadas pelos métodos de coprecipitação e deposição-precipitação, utilizando os nitratos dos metais como sais de partida e uréia como agente precipitante. Cada catalisador foi calcinado em duas etapas: primeiro a 600ºC por 5 h e depois em três condições de calcinação diferentes: 700ºC/10h, 800ºC/10h e 900ºC/10h. As amostras foram caracterizadas por Análise Química, Difração de Raios-X (DRX), Medidas de Área Superficial (BET), Redução a Temperatura Programada (TPR) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV). Nas análises de DRX, as perovskitas La1-xSrxMnO3 não-suportadas apresentaram picos correspondentes ao composto desejado, sendo a estrutura cristalina melhor definida com o aumento da temperatura de calcinação. Já as amostras suportadas, tanto em alumina quanto em zircônia, apresentaram dificuldade de visualização da fase desejada, sendo apenas confirmadas pela presença do pico principal correspondentes à perovskita. As análises de TPR mostraram reduções correspondentes às espécies Mnn+, já que La3+ e Sr2+ não apresentam reduções nas condições estabelecidas. A influência da temperatura de calcinação pode também ser observada na variação da área superficial específica dos catalisadores. Os ensaios catalíticos mostraram que os compostos são ativos em temperaturas relativamente baixas. Os catalisadores suportados mostraram-se mais ativos sendo que as amostras calcinadas em menor temperatura apresentaram desempenho catalítico mais satisfatório. A substituição de lantânio por estrôncio foi positiva, pois a presença do Sr aumentou significativamente a atividade catalítica dos sistemas estudados

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 1840.pdf: 1970265 bytes, checksum: ae9bed54142c9c77ce1a8d8aef109806 (MD5) Previous issue date: 2008-04-10 / Universidade Federal de Sao Carlos / In this work copper, nickel and copper/nickel supported in zinc oxide catalysts were prepared, characterized and tested in the steam reforming of ethanol to produce hydrogen. The support and the supported catalysts were prepared by precipitation and impregnation methods, respectively, using aqueous solution of copper and nickel nitrates. The supported catalysts were prepared by varying the nickel and copper loading to obtain 15% weight of metals in the final solid. After prepared and calcined, the solids were characterized by Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectroscopy (ICP-AES), X-Ray Diffraction (XRD), Nitrogen Adsorption by B.E.T. method, and Temperature Programmed of Reduction with H2 (TPR-H2). The results indicated that the preparation method and the treatment conditions were appropriated to achieve the designed catalytic samples. The catalytic tests were carried out in a range of temperature of 300 to 650oC and water:ethanol molar feed ratio of 3:1 and 6:1. It was verified that the ethanol conversions were higher then 80% in all range of temperature for all catalysts, including the support, independently of water:ethanol molar feed ratio. Other parallel reactions were observed, rather than steam reforming of ethanol, at different conditions of operation, like dehydrogenation of ethanol to acetaldehyde and hydrogen, decarbonylation of acetaldehyde to CH4 and CO, decomposition of ethanol to CH4, CO and H2, water-gas shift and methane reforming at high temperatures. It was also observed that the best combination between metal loading and process parameters to produce hydrogen from steam reforming of ethanol was in the temperature range of 450 to 550oC, 6:1 molar water:etanol feed ratio and bimetallic catalysts with the composition Cu7,5Ni7,5ZnO. / Neste trabalho foram preparados e caracterizados catalisadores de cobre, níquel e cobre/níquel suportados em óxido de zinco, com o objetivo de avaliá-los no processo de reforma a vapor do etanol para produção de hidrogênio. O suporte e os catalisadores suportados foram preparados, respectivamente, por precipitação descontínua e impregnação, a partir de seus respectivos nitratos. Os catalisadores suportados foram preparados para que houvesse variação nos teores de cobre e de níquel mantendo, contudo, a carga total de metais em 15% em massa. Após preparados e calcinados, os sólidos foram caracterizados pelas técnicas de Análise Química por Espectrometria de Emissão Óptica com Plasma Induzido (ICP-OES), Difração de Raios X (DRX), Adsorção de Nitrogênio (método B.E.T.) e Redução a Temperatura Programada com H2 (TPR-H2). Os resultados indicaram que o método de preparação e as condições de tratamento das amostras foram adequados para obtenção dos compostos desejados. Os testes catalíticos foram realizados variando-se a temperatura de 300 a 650ºC e a razão molar água:etanol na alimentação em 3:1 e 6:1. Foi verificado que as conversões do etanol a produtos foram superiores a 80% em todo intervalo de temperaturas, independente da razão molar água:etanol, sobre todos os catalisadores, inclusive sobre o suporte. Sob as diferentes condições operacionais, as seletividades a produtos mostraram que a cada intervalo de temperaturas podem ocorrer diferentes reações em paralelo com a reforma a vapor do etanol. Os catalisadores aqui citados favoreceram, além da reforma a vapor do etanol, as reações de desidrogenação do etanol a acetaldeído e a hidrogênio, decarbonização do acetaldeído a CH4 e a CO, decomposição do etanol a CH4, CO e a H2, reação deslocamento gás-água e reforma do metano a altas temperaturas. Observou-se, também, que o melhor arranjo entre o teor metálico e as variáveis de processo (temperatura e razão de reagentes na alimentação), para produzir hidrogênio via reforma do etanol, é a que combina temperaturas entre 450 e 550ºC, razões molares água:etanol 6:1 e composição do catalisador bimetálico igual a Cu7,5Ni7,5ZnO.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2238.pdf: 2195036 bytes, checksum: 24016f830d2199e2b7ce80a59677423d (MD5) Previous issue date: 2008-08-06 / Universidade Federal de Minas Gerais / The separation of biotechnological products is an area of great economic importance once it represents the majority of the cost of this product. On industrial production of penicillin G (penG), the separation of the antibiotic has been made by extraction on organic solvent. However the decrease on the use of these solvents has become imperative in many chemical processes, caused mainly by environmental issues, which has motivating the pharmaceutical company PRODOTTI S/A, penG producer, on the research of new and less environmental aggressive ways to obtain this substance. Adsorption is one of the methods of concentration/purification most used by the chemical industry and it is based on the attraction exercised over the product (liquid phase) by a solid phase. The project sponsored by UFSCar/Prodotti/FINEP in progress has as one of its aims the study of the technical availability of substitution of extraction of penG by solvents for extraction by adsorption in hydrophobic resins. The penG, which is a weak acid, has therefore a favorable adsorption in low pH values. Nevertheless, penG can degrade itself under such conditions of pH, being required, in this way, adequate conditions for the operation. Therefore, the objective of this assignment was evaluate the influence of pH and temperature on the efficiency on adsorption of penG by hydrophobic resins, seeking conditions for maximum efficiency that do not result in degradation. Initially, it was necessary to develop the methodology that could allowed that analysis of a huge amount of penG samples in culture medium, which means that the penG could be analyzed in the presence of other nutrients and also could be distinguished between the intact and the degradated form. Some methods such as CLAE, iodometric and bioassay were analyzed and the conclusion was the CLAE method was necessary and also was able to quantify the penG s degradation rate. This features allowed the studies of penG s stability when exposed to different value pH and temperatures, the maximum half-life that it was stable in each condition and the time of growth, which means that it was possible to determine the time that the variation in the medium s concentration that did not affect the quantification of penG. Nevertheless, the CLAE method is very expensive to be applied to a large number of samples originated from culture medium. With this in mind, a new methodology was developed based on the complete hydrolysis of penG catalyzed by the penicillin G acilase, and this reaction proved to be precise and reproducible, reasons for being chosen in the later steps of this study. The efficiency of adsorption of penG was evaluated in the resins XAD-4, XAD-7, XAD-761 and activated carbon, and the XAD-4 resin has shown to be the most efficient with little increment of efficiency at pH 4.0 (44%) when compared to pH 6.0 (36%). Therefore, the XAD-4 resin was studied for parameters such as adsorption kinetics and the isotherms of adsorption were determined in different value of pH and temperatures. The Langmuir s isotherm had the best fit into the data collected in all the conditions, with maximum value of qmax = 595.06±51.54 mg penG/g resin, at pH 4 and 4°C. In order to analyze the adsorptions in value of pH lower than 4.0 without the occurrence of penG s degradation that usually occurs at high concentrations of this molecule and at value of pH lower than 4.0, two strategies referring to the adsorption conditions were studied. For the first one, the fermentative broth s pH is adjusted and right after this same broth is maintained in contact with the adsorbent. For the second method, the adsorbent was add to the fermentative broth at a pH of 7.0 and with the adsorption process the pH was reduced until reach the complete adsorption of the penG. The last process showed a better efficiency of adsorption of 0.77g penG/g resin and productivity of 0.31 g penG/g resin/hour at pH 4.0, meanwhile the direct adsorption at pH 4.0 had an efficiency of 0.548g penG/g resin (0.548 g penG/g resin/hour). The second strategy with the gradient is better since it increases the efficiency and decreases the productivity of the process. The results showed that the ideal situation would be to work with pH values even lower than 4, but elevated concentrations of penG will lead to the degradation of the antibiotic in this pH range. The desorption of penG was studied using a technique of experimental planning and analysis such as pH, temperature and composition of mixture water/ethanol. The results showed that to obtain a maximum desorption, the process must be effectuated at 8°C and utilizes as eluent a mixture of 82.5% ethanol and 17.5% water on a pH of 6.2. / A separação de produto biotecnológico é uma área de grande importância econômica, pois representa parcela predominante no custo do produto. Na produção industrial de penicilina G (penG), a separação do antibiótico vem sendo feita por extração em solvente orgânico. Contudo, a diminuição no uso desses solventes vem se tornando imperativa em muitos processos químicos, devido a questões ambientais, o que vem motivando a empresa farmacêutica PRODOTTI S/A, produtora de penG, a buscar rotas menos agressivas ao ambiente. Adsorção é uma das operações de concentração/purificação mais utilizadas na indústria química e é baseada na atração exercida sobre o produto (fase líquida) por uma fase sólida. Projeto conjunto UFSCar/Prodotti/FINEP, em andamento, visa estudar, entre outros objetivos, a viabilidade técnica da substituição da extração com solvente pela adsorção de penG em resinas hidrofóbicas. Sendo um ácido fraco, a adsorção de penG é favorecida em baixos valores de pH. Entretanto, a penG pode se degradar nesses valores de pH, sendo necessário, portanto, se buscar condições adequadas de operação. Assim, o objetivo deste trabalho foi avaliar a influência do pH e da temperatura na eficiência de adsorção da penG em resinas hidrofóbicas, buscando condições de máxima eficiência mas que não acarretem sua degradação. Foi necessário inicialmente desenvolver metodologia de análise que permitisse quantificação de grande número de amostras de penG no meio de cultivo, ou seja, na presença de outros nutrientes, bem como discriminasse entre a forma preservada e a degradada. Foram comparados os métodos de CLAE, iodométrico e bioensaio, concluindo-se que CLAE era preciso e quantificava também a degradação, o que permitiu realizar estudos de estabilidade de penG a diferentes valores de pH e temperaturas. Esse método permitiu determinar o tempo máximo em que o antibiótico não degradava em cada condição, bem como o tempo de cultivo e, portanto, que a variação nas concentrações presentes no meio não afetavam a quantificação de penG. Contudo, CLAE é um método caro para estudo envolvendo grande número de amostras provenientes de caldo de cultivo. Desenvolveu-se assim nova metodologia baseada na hidrólise completa da penicilina G, catalisada por penicilina G acilase, que se mostrou precisa, reprodutível e foi por isso utilizada nas etapas seguintes deste trabalho. Avaliou-se a seguir a eficiência de adsorção de pen G das resinas XAD-4, XAD-7, XAD-761 e carvão ativado, verificando-se que XAD-4 era a mais eficiente, com pequena aumento de eficiência a pH 4,0 (44%) quando comparada com pH 6,0 (36%). Para a resina selecionada, XAD-4, foi então investigada as cinéticas de adsorção e determinadas as isotermas de equilíbrio a diferentes valores de pH e temperaturas. A isoterma de Langmuir foi a que melhor se ajustou aos dados experimentais em todas as condições, obtendo-se máximo valor de qmax de 595,06±51,54 mg penG/g resina, a pH 4 e 4 °C. Visando estudar a adsorção a valores de pH menores que 4,0 e evitar a degradação de penG que ocorre quando presente a altas concentrações e valores de pH abaixo de 4,0, estudaram-se duas estratégias de adsorção. Na primeira, o pH do caldo de cultivo foi ajustado e em seguida este foi mantido em contato com o adsorvente. Na segunda estratégia, o adsorvente foi adicionado ao caldo de cultivo a pH 7 e ao longo da adsorção este pH foi reduzido até ser atingida completa adsorção de penG. O processo com gradiente e adição gradativa de resina mostrou eficiência de adsorção de 0,77g penG/g resina e produtividade de 0,31 g penG/g resina/hora, a pH 4,0, enquanto que adsorção direta a pH 4,0 levou a 0,548g penG/g resina (0,548 g penG/g resina/hora). A estratégia em gradiente, pois, aumenta a eficiência e diminui a produtividade do processo. Os resultados mostraram que o ideal seria trabalhar diretamente a valores de pH ainda menores que 4, mas concentrações elevadas de pen G levam à degradação do antibiótico nessa faixa de pH. A dessorção de penG foi estudada utilizando a técnica de planejamento experimental e investigou-se as variáveis pH, temperatura e composição de mistura água/etanol. Os resultados mostraram que para se obter uma máxima dessorção, o processo deve ser realizado a 8oC e utilizar como eluente uma mistura de 82,5 % etanol e 17,5 % água em pH 6,2.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2440.pdf: 14624753 bytes, checksum: af0c80d74d9862e05a0c1a43d7e80bda (MD5) Previous issue date: 2009-03-30 / With the industrial expansion and the increase of vehicles assembled daily, there was an increase in the use of natural gas as combustible. Beyond the cheaper the level of emission of pollutants by burning natural gas as fuel it is lower than all the fuels used until today. The increasing consumption of natural gas and the severity of the legislation in respect to the environment caused a greater search for knowledge of the behavior of various filter media that could be used in high pressure filtration. In face of this situation, it was projected and developed an equipment capable to support high pressures during the filtration of gases. During the tests, some changes in this project were needed, with the objective of obtaining the most suitable configuration for the accomplishment of the experiments. To verify the operation of this equipment there was a preliminary investigation, not only of cellulose filter media, that sufficiently are used in this type of filtration but also, the polyester treated and metallic, which could be reused to avoid the accumulation of residues with its discard. The tests were conducted with pressures ranging from 98 to 900 KPa and fair flow from 0.00028 to 0.0019 m3 / s , to determine the coefficient of permeability. To verify the formation of filter cake and efficiency of the filter media, it was made tests from 500 KPa and 0.0016 m3 / s using phosphate rock as particulate material. At the end of this study, it was verified that the permeability coefficients darciana and non-darciana ( 1 k and 2 k ) increased with increasing pressure of the system. The curves of pressure versus velocity showed linear behavior, showing that the viscous forces was predominant in relation to the inertial forces. The cellulose filter media, when subjected to pressure of 5 bar, showed the greatest loss, lower efficiency and lower permeability. The filter media made of polyester and metal showed loss of load and efficiency quite similar, but the fabric has a permeability a slightly smaller than the metallic one. Three filter media showed similar fractional efficiency for collecting particles larger than 15 μm (~ 90%), but for particles smaller than 0.5 μm, the cellulose filter media, was shown to be less efficient than the other studies in this project, because of its high back pressure and lower permeability. This shows that despite the cellulosic filter has a relatively cheaper cost for the filtration of gas, this gives a performance below the metalic filter media polyester treated and the last two the most suitable for filtration at high pressure. It was chosen the filter media of cellulose paper, which was showed the lowest performance for the assays with pressure variaty. It was submitted to pressures of 1, 3 and 7 bar. When analyzing the fractional efficiency, we find out that the higher the pressure, the smaller the efficiency of the filter media. / Com a expansão industrial e o aumento de veículos montados diariamente, houve um aumento crescente na utilização do gás natural como combustível. Além de mais barato o nível de emissão de poluentes com a queima do gás natural como combustível é mais baixo que todos os combustíveis utilizados até hoje. O crescente aumento do consumo do gás natural e a rigorosidade da legislação em relação ao meio ambiente ocasionaram uma maior procura pelo conhecimento do comportamento dos diversos meios filtrantes que pudessem ser utilizados na filtração a alta pressão. Diante desta situação, foi projetado e desenvolvido um equipamento capaz de suportar altas pressões durante a filtração de gases. Ao longo dos ensaios, foram necessárias algumas alterações neste projeto, com o objetivo de se obter a configuração mais adequada para a realização dos experimentos. Para verificar o funcionamento deste equipamento realizou-se uma investigação preliminar, não só dos meios filtrante de celulose, que são bastante utilizados neste tipo de filtração, mas também, de poliéster tratado e metálico, que pudessem ser reutilizados evitando o acúmulo de resíduos com seu descarte. Os ensaios foram realizados com pressões relativas manométricas variando de 98 a 900 KPa e vazões de ar de 0,00028 a 0,0019 m3/s, para determinação do coeficiente de permeabilidade. Para verificar a formação de torta filtrante e a eficiência dos meios filtrantes, realizou-se ensaios a 500 KPa e 0,0016 m3/s utilizando rocha fosfática como material particulado. Ao final do estudo, verificou-se que os coeficientes de permeabilidade darciana e não-darciana (k1 e k2) aumentaram com a elevação da pressão do sistema. As curvas de pressão versus velocidade apresentaram comportamento linear, mostrando que as forças viscosas foram predominantes em relação às forças inerciais. O meio filtrante de celulose, quando submetido à pressão de 500 KPa, apresentou a maior perda de carga, menor eficiência e menor permeabilidade. Os meios filtrantes de poliéster tratado e metálico apresentaram perda de carga e eficiência bastante similares, porém o tecido mostrou uma permeabilidade um pouco menor que do metálico. Os três meios filtrantes apresentaram eficiência fracionária semelhantes para coleta de partículas maiores que 15 μm (aproximadamente 90%), porém para partículas menores que 0,5 μm, o meio filtrante de celulose, mostrou ser menos eficiente que os outros meios estudados neste projeto, devido a sua alta perda de carga e menor permeabilidade. Isto mostra que apesar do filtro celulósico ter um custo relativamente mais barato para a filtração de gás natural, este apresenta um desempenho inferior aos meios filtrantes metálicos e de poliéster tratado, sendo os dois últimos os mais indicados para a filtração em alta pressão. Foi escolhido o meio filtrante em papel celulose, pois é o que apresentou o desempenho mais baixo para ensaio com variação de pressão. Foi submetido a pressões de 1, 3 e 7 bar. Ao analisar a eficiência fracionária, percebe-se que quanto maior a pressão, menor é a eficiência do meio filtrante.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3000.pdf: 1478639 bytes, checksum: e967c96cc81e890a3ec05af0de14f852 (MD5) Previous issue date: 2010-03-18 / Financiadora de Estudos e Projetos / Carrot is a root plant of the same name, Daucus carota L.. This vegetable has a high consumption and its use as an ingredient in the formulation of industrial products has increased in recent years. The main appeal of the carrot is its high content of β-carotene. During harvest the carrots have 80 to 90% humidity and this high moisture content makes it a product with a short shelf life. Drying is an alternative to increase the shelf life of carrot. In addition, a drying operation is required to prepare the plant to participate in various formulations of industrial products. The study of carrot drying has been performed in several dryers and the quality of the product related to different processes. Drying in a microwave dryer has stood out in the drying of food, as its heating mode is different from conventional drying by hot air. Microwave drying can improve the quality of the final product. The purpose of this study is to analyze the drying of carrots in a microwave dryer, to evaluate the quality of the final product and to check whether the combination of vacuum drying will lead to an increase in the quality of the dried carrots. The monitoring of the kinetics of microwave drying and microwave vacuum drying was conducted and the relationship between the kinetics and process conditions, such as the carrot shape and the power used, was investigated. The influence of such processes in the characteristics of the final product was evaluated by determining the apparent density, real density, porosity, shrinkage, total β- carotene and rehydration. Also the desorption isotherms of carrots were determined at temperatures of 40°C and 50°C. The data of drying kinetics and desorption isotherms were fitted to models suggested in the literature in order to describe these processes. The results showed that the drying rate of carrot in a microwave dryer was affected by the carrot shape. The content of β-carotene was reduced with the increase of power applied. The microwave drying in vacuum produced carrots with higher porosity and lower shrinkage, but this characteristic was not reflected in the ability of rehydration, which was independent of the drying process. Of the models fitted to the experimental results, the Page model gave the best fit to the kinetics of drying and Peleg model gave the best fit to the kinetics of rehydration of carrots dried in a microwave dryer and a microwave drying in vacuum. / Cenoura é a raiz da planta de mesmo nome, Daucus carota L.. Este vegetal apresenta elevado consumo in natura e a sua utilização como ingrediente na formulação de produtos industrializados tem se elevado nos últimos anos. O principal atrativo da cenoura é o seu alto teor de β-caroteno. No momento da colheita a cenoura tem entre 80 e 90% de umidade e este alto teor de umidade a torna um produto com pequena vida de prateleira. Para aumentar a vida de prateleira da cenoura, a secagem é uma alternativa; além de ser necessária para preparar este vegetal para participar de diversas formulações em produtos indutrializados. O estudo da secagem de cenoura tem sido realizado em diversos secadores e a qualidade do produto obtido relacionada aos diferentes processos. A secagem em secador de microondas tem se destacado na secagem de alimentos, pois o seu modo de aquecimento é diferente da secagem convecional por ar quente, o que pode melhorar a qualidade do produto final obtido. Este estudo, então, tem como objetivo a análise da secagem de cenoura em microondas e também a avaliação da qualidade final do produto obtido e a verificação se a associação de vácuo a este modo de secagem gera aumento na qualidade da cenoura seca. Para tanto o acompanhamento da cinética de secagem em microondas e em microondas a vácuo foi realizado, bem como a relação entre esta cinética e as condições do processo, como a forma de corte e a potência utilizada. A influência do processo na qualidade do produto final foi avaliada através da determinação da densidade aparente, densidade real, porosidade, encolhimento, teor de β-caroteno e características de reidratação. Foram determinadas as isotermas de dessorção da cenoura às temperaturas de 40°C e 50°C. Os dados de cinética de secagem e das isotermas de dessorção foram ajustados a modelos sugeridos na literatura a fim de se descrever estes processos. Os resultados obtidos mostraram que a velocidade de secagem de cenoura em microondas foi influenciada pela forma de corte da amostra. Além disso, a associação ao vácuo resulta em um menor encolhimento e produto final mais poroso, porém estas características não foram garantia de melhor capacidade de reidratação. A degradação do β-caroteno aumentou com o aumento da potência utilizada. Dentre os modelos utilizados, o modelo de Page foi o que melhor descreveu a cinética de secagem e o modelo de Peleg foi o que melhor descreveu a cinética de reidratação de cenouras submetidas aos dois modos de secagem, microondas e microondas a vácuo.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3014.pdf: 3135918 bytes, checksum: 19c2e0c6b20c1fea8f136f0fa0c581e9 (MD5) Previous issue date: 2010-03-09 / Universidade Federal de Sao Carlos / The phenomena of fructose crystal nucleation and growth in different media, and its water and ethanol/water solubility curves, which were the base of this process, were studied through the fructose crystallization process. The main objective of this work was to study the process of fructose crystallization in solution by partially changing the solvent in attempt to perform a more efficient crystallization. This change was studied by adding ethanol as a fructose anti-solvent and miscible in the solution with the intention of reducing solute solubility. The addition of a second compound to the medium generated the conditions to the fructose effective crystallization. Information that make it possible to improve the control of crystalline product final properties, such as crystal size distribution (CSD) and crystal habit, were obtained from the completion of the present study. The combined method of cooling with anti-solvent addition successfully provided fructose crystallization. The best condition observed in this work was the trial where 66.2 g of fructose were used in 10 g of water and 60 g of added ethanol, because once a lower amount of ethanol was applied, the crystallization occurred in lesser induction time and the yield of 96,8%. / Através do processo de cristalização da frutose, foram estudados os fenômenos de nucleação e crescimento dos cristais em diferentes meios, bem como as curvas de solubilidade em água e etanol/água, que serviram de base para esse processo. O objetivo principal deste trabalho foi estudar o processo de cristalização da frutose em solução, através da mudança parcial do solvente, visando realizar essa cristalização de modo eficiente. Essa mudança foi estudada através da adição de etanol como anti-solvente da frutose e miscível na solução, com o intuito de reduzir a solubilidade do soluto. A adição de um segundo composto ao meio criou condições para a efetiva cristalização da frutose. Com a realização deste estudo, foram obtidas informações que possibilitaram melhorar o controle das propriedades finais do produto cristalino, tais como distribuição dos tamanhos dos cristais (DTC) e hábito cristalino. O método combinado de resfriamento com adição de anti-solvente viabilizou a cristalização da frutose com sucesso. A melhor condição observada neste trabalho foi o ensaio onde foram utilizados 66,2g de frutose em 10g de água e adicionado 60g de etanol, pois foi utilizada uma menor quantidade de etanol, a cristalização ocorreu com um menor tempo de indução e com rendimento de 96,8%.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4104.pdf: 938417 bytes, checksum: f87f536b54f416c63c1365c7f3974549 (MD5) Previous issue date: 2011-12-22 / Financiadora de Estudos e Projetos / The use of sucrose for the production of industrial inputs with higher added value has a great industrial interest, especially glucose and fructose which present many advantages over sucrose in industrial processes. Gluconic acid and its derived salts can be mentioned as second generation products also having wide industrial applicability. This study aimed to perform a preliminary evaluation of the enzymatic process for simultaneous production of gluconic acid and, consequently, its derived salts and a high-fructose syrup from sucrose inverted using glucose oxidase (GOD) enzyme in a concentric draft tube airlift bioreactor with 2.0 working volume. For this propose, the volumetric oxygen transfer coefficient (kLa), obtained under different aeration conditions using solutions with different inverted sucrose concentrations, was firstly evaluated. The results led to a correlation to estimate kLa during the oxidation of glucose to gluconic acid in an airlift bioreactor as a function of air flow rate and medium viscosity. Experimental trials were carried out in batch at 35 °C and pH 5.5 in order to produce gluconic acid with different initial glucose concentrations (20 and 40 g.L-1) in the presence or absence of fructose, and with two different enzyme concentrations. The consumption of glucose and dissolved oxygen was monitored throughout the trials. The kinetic parameters for the process (Vmax, KS and KO) were obtained by fitting of the kinetic model to the experimental values. The results showed that the presence of fructose did not significantly affect the affinity of GOD for glucose due to the small variation of KS, as well as it did not alter Vmax values for equal concentrations of KO showed that, although the dissolved O2 concentration was small compared to that of glucose in the medium, the oxygen was not the limiting factor of the process. The results, even though preliminary, demonstrate the viability of developing a simultaneous production process for gluconic acid and highfructose syrup from inverted sucrose. / A utilizacao da sacarose para a producao de insumos de maior valor agregado e de grande interesse industrial, destacando-se a glicose e a frutose com inumeras vantagens frente a propria sacarose em processos industriais. Como produtos de segunda geracao, pode-se citar o acido gluconico e seus sais derivados, tendo os mesmos tambem grande aplicabilidade industrial. O presente trabalho teve por objetivo a avaliacao preliminar do processo enzimatico de producao simultanea de acido gluconico e, por consequencia, seus sais derivados e um xarope de frutose, a partir da sacarose invertida utilizando glicose oxidase (GOD) em biorreator airlift de cilindros concentricos com 2,0 L de volume util. Para tal, foi inicialmente avaliada a transferencia de oxigenio a partir de valores do coeficiente volumetrico de transferencia de oxigenio (kLa), obtidos sob diferentes condicoes de aeracao e utilizando solucoes com diferentes concentracoes de sacarose invertida. Os resultados obtidos levaram a uma correlacao para estimar kLa durante o processo de oxidacao da glicose a acido gluconico em biorreator airlift em funcao da vazao de alimentacao de ar e da viscosidade do meio. Na sequencia foram realizados ensaios em batelada a 35oC e pH 5,5 visando a producao de acido gluconico em sistemas com diferentes concentracoes de glicose (20 e 40 g.L-1), na presenca ou nao de frutose, e com duas diferentes concentracoes de enzima. O consumo de glicose e a concentracao de oxigenio dissolvido foram acompanhados ao longo dos ensaios. Parametros cineticos referentes ao processo (Vmax, KS e KO) foram obtidos por ajuste de modelo cinetico aos valores experimentais. Os resultados obtidos mostraram que a presenca da frutose nao influenciou significativamente a afinidade da GOD pela glicose dada a pequena variacao de KS, como tambem nao alterou Vmax em concentracoes iguais de glicose nas condicoes avaliadas. A analise dos valores obtidos de KO mostrou que, apesar de a concentracao de O2 ser pequena em relacao a de glicose no meio, o oxigenio nao foi o fator limitante do processo. Os resultados, ainda que de forma preliminar, evidenciam a viabilidade de desenvolvimento de uma tecnologia de producao para a obtencao simultanea de acido gluconico e xarope de frutose a partir da sacarose invertida.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4313.pdf: 1249753 bytes, checksum: f45dafc4337039a88d249c20453dd713 (MD5) Previous issue date: 2012-04-20 / Universidade Federal de Sao Carlos / Flax (Linum usitatissimum L.) is a plant whose seeds have a high nutritional value due to the presence of polyunsaturated fats and dietary fiber. In terms of health benefits and versatility, flaxseed provides good control of LDL and glycaemic blood levels. In addition, flaxseeds are rich in antioxidants, which prevent degenerative diseases, such as cancer. Flaxseed has featured recently in consequence of the search of foods with functional properties. Although the Brazilian market for flaxseed is growing, it is still dependent on importing, but the potential for the growth of the national production exists, which is a motivation for the research of drying techniques, in such a way that the flaxseed properties between the harvest and the consumption are kept. In order to modeling the drying, some physical properties (amongst which the thermal conductivity, thermal capacity, grain and bulk density and effective mass diffusivity) are required for the use of conservation laws. Generally the relationship of these properties and the moisture of the grains are obtained through rehydration by directly adding water to the grains. However, this procedure does not guarantee the uniformity of the sample. The aim of this study was the proposal of a new methodology to obtain the relation between some physical properties and the moisture of the grains, based on the equilibrium moisture content procedure. Another aim of this study is the analysis of the drying focusing the comprehension of the transport phenomena involved. The equipment used for the drying experiments was a dryer which can be operated either as a batch or a continuous dryer, in fixed or fluidized bed. The influence of drying parameters (air temperature, static bed height and air flow rate) over drying kinetics was analyzed. Results show that the new methodology is potentially applicable to grains and other hygroscopic material. Drying results evidenced that the thin layer thickness for flaxseed at 50°C is between 3 and 5 cm, whereas for higher temperatures (65°C and 80°C), the thickness is equal or above 5 cm. Simple kinetic models (Lewis, Page, Overhults, diffusive) were fit to drying experimental data and the Overhults model was chosen as the most appropriate one to represent the grains moisture as a function of drying time for all the analyzed experimental conditions. / A linhaça (Linum usitatissimum L.) é uma planta cujos grãos apresentam alto valor nutricional, devido à presença de gordura poliinsaturada e fibras alimentares, que a tornam um alimento versátil, auxiliando no controle dos índices de LDL e glicemia do sangue, além de ser rica em antioxidantes. É um alimento que, devido à atual procura por alimentos com propriedades funcionais, tem se destacado. Apesar da crescente demanda no mercado brasileiro pelo grão, o Brasil ainda é um grande dependente do mercado externo, mas apresenta potencial para que a produção nacional se expanda, o que é um grande motivador para a pesquisa de técnicas de secagem, de modo a conservar suas propriedades no ínterim entre a colheita e o consumo. Para a modelagem da operação de secagem com base em leis de conservação, é necessário determinar algumas propriedades físicas dos grãos (dentre as quais se destacam a condutividade térmica, o calor específico, a densidade dos grãos e do leito e a difusividade mássica efetiva). Normalmente, a obtenção da relação entre estes parâmetros e a umidade dos grãos é feita através da reidratação por adição direta de água, porém esta forma não garante a uniformidade da amostra. Sendo assim, objetivou-se à proposição de uma nova metodologia para se obter a relação entre algumas propriedades físicas dos grãos com a umidade, baseada no procedimento de obtenção de isotermas de equilíbrio. Objetivou-se também a análise da secagem visando a compreensão dos fenômenos de transporte envolvidos. O equipamento utilizado para a secagem foi um secador que opera em batelada ou com alimentação contínua de grãos, em leito fixo ou fluidizado. Foi feita a análise da influência das condições de secagem (temperatura, altura de leito estático e vazão de ar) sobre a cinética de secagem. Resultados mostram a potencialidade da nova metodologia para caracterização de grãos e de outros materiais higroscópicos. Quanto à secagem, determinou-se que a espessura de camada delgada para a linhaça a 50°C está compreendida entre 3 e 5 cm, sendo que, para temperaturas superiores a 65°C, a espessura de camada delgada é igual ou superior a 5 cm. Ajustaram-se modelos cinéticos simples (Lewis, Page, Overhults e difusivo) aos dados experimentais de secagem e verificou-se que o modelo de Overhults como o mais apropriado para representar a relação da umidade dos grãos em função do tempo para todas as condições experimentais analisadas.

Submitted by Caroline Periotto (carol@ufscar.br) on 2016-09-26T14:42:00Z No. of bitstreams: 1 DissMGBB.pdf: 3813643 bytes, checksum: 80f77b5bb8ccd773369afd7f536bae1e (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-26T20:50:14Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissMGBB.pdf: 3813643 bytes, checksum: 80f77b5bb8ccd773369afd7f536bae1e (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-09-26T20:50:21Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissMGBB.pdf: 3813643 bytes, checksum: 80f77b5bb8ccd773369afd7f536bae1e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-26T20:50:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissMGBB.pdf: 3813643 bytes, checksum: 80f77b5bb8ccd773369afd7f536bae1e (MD5) Previous issue date: 2015-03-24 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / In intense search best environmental conditions, it is necessary to invest in renewable fuels, affordable and low polluting. With the aim to participate in this effort, this work was undertaken to study the steam reforming of ethanol. Cobalt catalysts supported on SiO2 were studied using mass loading of lanthanum 10, 20 and 30% mass content, and 0,5% platinum as additives in order to check their influences on the initial catalyst to reduce carbon formation on the catalyst surface, enhancing the activity, stability and selectivity for H2. All catalysts were prepared by impregnation method. Were characterized by temperature programmed reduction in H2, Hydrogen Chemisorption, surface area by BET, X ray diffraction method, thermo gravimetric analysis and chemical analysis. Subsequently, the reaction RVE catalysts, which was analyzed in conversion and selectivity were applied. The TPR and XRD analyzes observed the formation of Co3O4 which espinélia phase is reduced to CoO and Co°, respectively. Subsequently, the catalysts were used for ethanol steam reforming reaction, where the conversion, selectivity, and stability was analyzed. In XRD analysis and RTP observed the formation of Co3O4 that espinélia phase and reduces CoO and Co°, respectively. Also, it was identified diffraction peaks relating to La2O3 and La(OH)3; platinum, and a broad peak was assigned to the SiO2 structure, which has low crystallinity. There was a decrease in coking catalysts, effect obtained by forming lanthanum oxicarbonate, which was also identified by XRD. The increased lanthanum loading also influence the decrease in particle size, thereby increasing the dispersion of the catalysts. During the 24-hour stability test, the catalyst is not desactivated. It was identified that the impregnation method used and the utilized treating conditions were adequate to obtain the desired compounds for reform to ethanol vapor. The CoLa2SiO2 catalyst showed promise for ethanol steam reforming, with better selectivity to hydrogen, with little formation of undesirable products. The addition of 0.5% by mass Pt content in the cobalt catalyst has not led to a significant increase in product formation and conversion. The monometallic Pt catalyst (0.5% w / w) proved active and with good hydrogen selectivity even with a small amount of active phase. This behavior can be related to the presence of highly dispersed platinum metal on the surface. The best performing catalysts did not show the formation of CO, which can be related to the addition of lanthanum. / Na intensa busca por melhores condições ambientais, é necessário investir em combustíveis renováveis, acessíveis economicamente e pouco poluentes. Visando participar deste esforço, este trabalho está inserido num conjunto de estudos do processo de reforma a vapor do etanol (RVE). Foram estudados catalisadores de cobalto suportados em SiO2, utilizando carga mássica de lantânio em 10, 20 e 30% e teor mássico 0,5% de platina como aditivos, a fim de se verificar as influências destes promotores sobre o catalisador inicial de Co/SiO2: diminuição da formação de carbono sobre a superfície dos catalisadores e melhora da atividade, estabilidade e seletividade a H2. Todos os experimentos foram preparados pelo método de impregnação por via úmida e caracterizados por redução à temperatura programada de H2, quimissorção de hidrogênio, a área superficial pelo método B.E.T., difração de raios X, análise termogravimétrica e análise química. Os catalisadores foram testados na reação reforma a vapor do etanol, onde foi analisada a conversão, seletividade e estabilidade. Nas análises de DRX e RTP observou-se a formação da fase tipo espinélio de Co3O4 que se reduz a CoO e Co°, progressivamente. Também identificaram picos de difração referentes ao La2O3 e La(OH)3; à platina metálica, Pt°, e um largo pico que foi atribuída à estrutura de SiO2, que apresenta baixa cristalinidade. Houve a diminuição de coque nos catalisadores, efeito obtido através da formação de oxicarbonato de lantânio, que também foi identificado através do DRX. O aumento da carga de lantânio influenciou a diminuição do tamanho das partículas, aumentando assim a dispersão dos catalisadores. Durante os testes de estabilidade de 24 horas, nenhum catalisador se desativou. Identificou-se que o método de impregnação utilizado e as condições de tratamento das amostras foram adequados para obtenção dos compostos desejados para a reforma à vapor do etanol. O catalisador de CoSiO2 com teor mássico de 20% de lantânio mostrou-se promissor para a reforma a vapor de etanol, apresentando melhor seletividade a hidrogênio, com pouca formação de produtos indesejáveis. A adição de 0,5% em teor mássico de Pt no catalisador de cobalto não levou a um aumento significativo na formação de produtos e na conversão. O catalisador monometálico de Pt (0,5% m/m) mostrou-se ativo e com boa seletividade a hidrogênio, mesmo com pequena quantidade de fase ativa. Este comportamento pode ser relacionado com a presença de platina metálica altamente dispersa na superfície. Os catalisadores com melhores desempenhos não apresentaram formação de CO, o que pode ser relacionado à adição de lantânio.

Comumente encontrado em solos de alta umidade estão os fungos da classe Zygomycetes, em especial a espécie Cunninghamella elegans, amplamente estudada e utilizada na área biotecnológica, principalmente por possuir maiores quantidades de quitina e quitosana em suas paredes celulares. O presente estudo teve por objetivo isolar e identificar cepas de Cunninghamella sp., avaliar o perfil metabólico dos isolados em meio líquido YPD (Extrato de Levedura, Peptona, Dextrose), para então quantificar a produção de biomassa, de quitina e de quitosana pelas cepas. Por final, avaliou-se por meio de ensaios físico-químicos a qualidade da quitosana obtida. Inicialmente, puderam ser isolados 20 cepas em solos de áreas de cultivo no sul do Tocantins, em que, após identificação macroscópica e microscópica e comparação com a cepa referência de C. elegans (CBMAI 0843), confirmou tratarem-se de cepas do gênero Cunninghamella. Após avaliação do índice de velocidade de crescimento micelial, considerado rápido, observou-se que os isolados UFT Ce08 e UFT Ce09 apresentaram maior velocidade de crescimento. Por conseguinte, avaliou-se a esporulação das cepas, sendo que, todas alcançaram a concentração de 106 esporos.mL-1 no período de 96 horas. Os isolados UFT Ce08, UFT Ce14 e UFT Ce07 apresentaram maior esporulação. O perfil metabólico dos isolados em cultivo submerso em meio YPD apresentaram similaridades metabólicas com a cepa referência. O YPD foi considerado ideal para produção de biomassa, por promover um eficiente consumo e síntese de compostos orgânicos pelos microrganismos. A avaliação da produção de biomassa e do rendimento de quitina e quitosana de nove isolados e da cepa referência mostrou que o isolado UFT Ce08 apresentou o maior quantitativo de biomassa, o isolado UFT Ce11 apresentou o maior rendimento de quitina e o isolado UFT Ce09, mesmo apresentando a segunda menor biomassa, teve o maior rendimento de quitosana. Sete cepas isoladas apresentaram maior rendimento de quitosana comparada à cepa referência. A quitosana fúngica apresentou alto grau de desacetilação, consequentemente maior solubilidade, massa molar baixa e espectros de infravermelho similares a quitosana comercial, parâmetros que a tornam de interesse para diversas aplicações. O estudo considerou o fungo Cunninghamella como uma fonte alternativa promissora para extração em larga escala e comercialização da quitosana. / Commonly found in high humidity soils, the fungi of the Zygomycetes class, in particular the Cunninghamella elegans species, are widely studied and used in the biotechnology area, primarily by having larger amounts of chitin and chitosan in their cell walls. This study aimed to isolate and identify Cunninghamella sp. strains, evaluate the metabolic profile of the isolates in liquid medium YPD (Yeast extract, Peptone, Dextrose), and then quantify the production of biomass, chitin and chitosan by the strains. In the end, evaluated the quality of chitosan obtained by physicochemical tests. This study initially isolated 20 strains on growing areas soils in southern Tocantins, where, after macroscopic and microscopic identification and comparison with the reference strain C. elegans (CBMAI 0843), it was confirmed that it is related to the Cunninghamella gender strains. After evaluating the mycelial growth rate, which was considered fast, it was observed that the isolated UFT Ce09 and UFT Ce08 showed a higher growth rate. Then, the strains sporulation was evaluated, which resulted in all strains reaching the 106 spores.mL-1 concentration within 96 hours. The isolates UFT Ce09, UFT Ce14 and UFT Ce07 showed higher sporulation. The metabolic profile of the isolates in YPD medium submerged culture showed metabolic similarities with the reference strain. The YPD was considered optimal for biomass production, to promote efficient consumption and synthesis of organic compounds by microorganisms. The assessment of biomass production and yield of chitin and chitosan of nine isolates and reference strain showed that the isolated UFT Ce08 had the highest quantity of biomass, the isolated UFT Ce11 had the highest yield of chitin and the isolated UFT Ce09, even with the second lowest biomass, had the highest yield of chitosan. Seven strains showed higher chitosan compared to the reference strain. The fungal chitosan had a high degree of deacetylation, thus increased solubility, low molecular weight and infrared spectra similar to the commercial chitosan, parameters that make this chitosan interesting for various applications. The study considered the Cunninghamella fungi as a promising alternative source for the chitosan large scale extraction and commercialization.