Made available in DSpace on 2016-06-02T19:55:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5228.pdf: 2240292 bytes, checksum: 0afa7318b447dd1c9b5cbc1d58e3434b (MD5) Previous issue date: 2013-04-29 / Universidade Federal de Sao Carlos / Cephalosporins are β-lactam antibiotics which are widely used in the treatment of bacterial infections. Within this group, cephamycin C (CefC) stands out from the others cephalosporins antibiotics due to its greater resistance to β-lactamases enzymes and its broader spectrum of action against Gram-negative pathogens. It is produced by the bacteria Nocardia lactamdurans and Streptomyces clavuligerus, usually in submerged fermentation. In the literature, the available information about the purification processes of this antibiotic are restricted to patents or papers published in the past decades. As cefC is the raw material for the production of important semi-synthetic antibiotics and due to the lack of scientifically substantiated information about its separation and purification processes, the motivation for the development of this thesis has arisen. Then, the aim of this thesis was to study the purification process of CefC produced by S. clavuligerus, by using the processes of adsorption and ion exchange in fixed bed columns. The techniques of adsorption and ion exchange present themselves as good strategies for CefC purification due to the amphoteric nature of the antibiotic molecule, which has positive or negative charges depending on the environmental pH, and the bicyclic nucleus in its structure, which allows the interaction with hydrophobic structures. As there is no chemical standard of cefC available on the market, in this study we have only used culture broth containing this antibiotic. The adsorbents evaluated were the neutral resins Amberlite XAD4 and Amberlite XAD16 and the anionic resin Q Sepharose XL. At first, ion exchange column experiments using the resin QXL were carried out. The results showed that the variation of the flow rate in the range of 2.5 mL/min to 7.5 mL/min did not affect the efficiencies of product recovery nor of bed utilization, and it did not interfere with the bioactive compounds elution. The isocratic elution modes using 0.1% or 1% NaCl (w / v) were able to separate cefC from other (s) compound (s) with antimicrobial activity present in the broth, which were not identified. But the use of 1% NaCl solution promoted the antibiotic recovery in a shorter process time and smaller volume than using 0.1 % NaCl solution. After analysis by mass spectrometry, carried out by ESI ionization in the positive mode, it was observed that the ion exchange process with QXL resin followed by adsorption on a C18 SPE cartridge were able to separate cefC from compound (s) whose molecules after ionization acquired m/z ratios corresponding to the lysine s molecule, and they also reduced the concentration of contaminants with m/z ratios corresponding to the molecules of penicillin N, deacetylcephalosporin C and deacetoxycephalosporin C. As the ion exchange studies were done, the adsorption studies using the neutral resins were initiated. At first, adsorption isotherms of cefC on XAD4 and XAD16 resins were obtained, and the effects of pH and temperature in the adsorption equilibrium were evaluated. The results showed that the broth pH had strong influence on the adsorption and the best condition was observed at pH 2.6 at 15° C. The kinetic experiments have shown that equilibrium is reached more quickly on the resin XAD16. Estimation of intrinsic kinetic parameters and mass transfer coefficients returned higher values for this resin. The column adsorption processes with XAD4 resin, when the column feed consisted of the ultrafiltered or clarified broth and the elution solutions were 1% or 5% (v/v) EtOH solutions, did not lead to separation of cefC from contaminants that were monitored in the experiments. But when the feed consisted of a preAbstract iv purified fraction, obtained in the ion exchange column with QXL resin, added with cephalosporin C, it was possible to separate the two antibiotics. Cephalosporin C was added to simulate the presence of some contaminants in the culture broth - deacetylcephalosporin C and deacetoxycephalosporin C. As these contaminants are in very low concentrations and there are not commercial chemical standards available to purchase, neither an analytical methodology to quantify them, it was decided to add cephalosporin C, whose chemical structure is very similar to the contaminants, the commercial standard is commercially available and there is a quantification method to determinate it. The column experiments with resin XAD16 showed similar results to the experiments with resin XAD4, in which it was also observed the separation of cefC from cephalosporin C. The moment analysis of the chromatographic peaks showed that cefC average retention times and peak dispersions were smaller in the column assays with XAD16 than with XAD4. Thus, a more concentrated fraction containing cefC was obtained in the column experiments with XAD16 resin. Therefore, it was demonstrated by the purification processes studied that the techniques of adsorption and ion exchange were effective in the purification of cefC in relation to contaminants that are difficult to separate / As cefalosporinas são antibióticos β-lactâmicos muito utilizados no tratamento de infecções bacterianas. Dentro do grupo, a cefamicina C (cefC) se destaca devido a sua maior resistência à ação das β-lactamases bacterianas e ao seu maior espectro de ação contra patógenos Gramnegativos. Ela é produzida pelas bactérias Nocardia lactamdurans e Streptomyces clavuligerus, geralmente em cultivos submersos. Na literatura, as informações existentes sobre os processos de purificação deste antibiótico estão disponíveis apenas em patentes ou em artigos publicados em décadas passadas. Sendo um composto que é matéria-prima para produção de antibióticos semissintéticos de grande importância clínica e comercial, e devido à falta de informações fundamentadas cientificamente sobre os processos de separação e purificação deste antibiótico, surgiu a motivação para o desenvolvimento desta tese. Assim, o objetivo deste trabalho foi estudar a purificação da cefC produzida por S. clavuligerus, utilizando o processo de adsorção e troca iônica em colunas de leito fixo. As técnicas de adsorção e troca iônica apresentam-se como uma boa estratégia para purificação da cefC devido à natureza anfótera da molécula do antibiótico, que possui cargas positivas ou negativas dependendo do pH do meio, e ao núcleo bicíclico em sua estrutura, que permite a interação com estruturas hidrofóbicas. Como não há o padrão da cefC disponível no mercado, neste estudo trabalhou-se apenas com o caldo de cultivo. Os adsorventes avaliados foram as resinas neutras Amberlite XAD4 e Amberlite XAD16 e a resina de troca iônica Q Sepharose XL. Inicialmente, foram realizados experimentos em coluna de troca iônica com a resina QXL. Os resultados destes ensaios mostraram que a variação da vazão no intervalo de 2,5 mL/min a 7,5 mL/min não alterou as eficiências de recuperação do produto e de utilização do leito, nem interferiram na eluição dos compostos bioativos. A eluição no modo isocrático com solução de NaCl 1% (m/v) possibilitou a separação da cefC de outro(s) composto(s) com atividade antimicrobiana presentes no caldo, mas não identificados, e promoveu uma recuperação do antibiótico em um tempo menor de processo e em um volume menor de solução que a eluição com NaCl 0,1%. Após análise por espectrometria de massas, com ionização feita por ESI no modo positivo, observou-se que o processo de troca iônica seguido da adsorção em cartucho de SPE C18 foi capaz de separar a cefC de composto(s) com a razão m/z correspondente à lisina, e diminuir a concentração de contaminantes presentes no caldo cujas moléculas apresentaram, após ionização, razão m/z correspondentes à das moléculas de penicilina N, desacetilcefalosporina C e desacetoxicefalosporina C. Finalizados os experimentos de troca iônica, iniciaram-se os estudos de adsorção utilizando as resinas neutras. Os primeiros experimentos consistiram na determinação de isotermas de adsorção da cefC nas resinas XAD4 e XAD16, avaliando a influência do pH e da temperatura no equilíbrio de adsorção. Os resultados mostraram que o pH do caldo teve drástica influência na adsorção, sendo que a melhor condição observada foi no valor de pH 2,6 à 15°C. Os ensaios cinéticos mostraram que o equilíbrio é atingido mais rapidamente na resina XAD16. A estimativa dos parâmetros cinéticos intrínsecos e de transferência de massa retornaram valores maiores para esta resina. O processo de adsorção em coluna com a resina XAD4, quando a alimentação da coluna consistiu do caldo ultrafiltrado ou clarificado e a eluição foi feita com as soluções de EtOH 1% ou 5% (v/v), não levou à separação da cefC dos contaminantes que Resumo ii foram monitorados nos ensaios. Mas quando a alimentação foi feita com uma fração prépurificada, oriunda da troca iônica, adicionada de cefalosporina C, foi possível obter a separação dos dois antibióticos. A cefalosporina C foi adicionada para simular a presença de alguns contaminantes presentes no caldo de cultivo a desacetilcefalosporina C e desacetoxicefalosporina C. Como estes contaminantes estão em concentrações muito baixas e não existem os padrões comerciais disponíveis para serem adquiridos, nem metodologia analítica para quantificá-los, optou-se por adicionar cefalosporina C, cuja estrutura química é bem similar à dos contaminantes, existe o padrão comercial para ser adquirido e possui um método de quantificação. Os experimentos em coluna com a resina XAD16 mostraram resultados similares aos experimentos com a resina XAD4, nos quais também foi observada a separação entre a cefC e a cefalosporina C. Após análise dos momentos dos picos cromatográficos, verificou-se que a cefC apresentou tempos de retenção médios menores na resina XAD16 e a dispersão dos picos foi menor. Desta forma, foi obtida uma fração mais concentrada em cefC nos ensaios em coluna com esta resina do que com a resina XAD4. Portanto, pôde-se constatar pelo processo de purificação estudado que as técnicas de adsorção e troca iônica mostraram-se eficientes na purificação da cefC em relação a contaminantes difíceis de serem separados.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:55:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5315.pdf: 2167736 bytes, checksum: 42c21ae0612a2550b93786bcc8cd967b (MD5) Previous issue date: 2013-04-26 / Universidade Federal de Sao Carlos / Cephamycin C is a β-lactam antibiotic that belongs to the cephalosporins. This antibiotic stands out from other cephalosporins because it has activity against gram-negative bacteria and for being resistent to β-lactamases produced by pathogenic microorganisms, and which represent one of the major mechanisms of bacterial resistance to β-lactam antibiotics. In view of the restricted information in the literature about the steps of the process, both from the point of view of research and of industrial production of cephamycin C, the study about its production and, consequently, the process of separation and purification becomes of great importance. Therefore, the main objective of this work was to develop a separation and purification process of cephamycin C from a fermentation broth produced by cultivations of Streptomyces clavuligerus in aired submerged processes. Extraction and separation processes of cephamycin C were performed by means of an aqueous two-phase system (ATPS) and ionexchange chromatography, respectively. Initially, studies on the stability of cephamycin C were performed in order to allow the establishment of conditions which minimize losses and increase the yield of the global process. In these studies, conditions at pH levels of 2.2, 3.0, 5.0, 6.0, 7.0, 7.6 and 8.7 at a temperature of 20 °C were evaluated. The smallest half-life was of 52.6 hours and was verified for pH 8.7; the longest half-life was of 459 hours for pH 6.0; and for the most acid pH (2.2), half-life was of 118.2 hours. The second step of the work was the study of the separation of cephamycin C and amino acids with the aqueous two-phase system composed by PEG/phosphate. The presence of ornithine, lysine and asparagine amino acids in the fermentation broth, even after the primary separation steps performed by filtration processes consisting of microfiltration and ultrafiltration, is due to the composition of the culture medium which is of complex origin. The experiments were carried out by varying the following parameters: molecular mass of PEG (400, 600, 1000 and 4000), pH (6, 7 and 8), tieline length (TLL 37 and 43) and phase volume ratio (rTLL 0.75, 1.00 and 1.25), in order to enable the determination of the best system for cephamycin C extraction. The best conditions obtained for this process were pH 8, PEG 400, TLL 43 and rTLL 1.00, where the highest partition coefficient, kp of 5.57, was acquired. For the separations of cephamycin C and the amino acids present in the broth, it was possible to verify the following separation efficiencies: 3.4 (ornithine), 6.9 (lysine) and 2.8 (asparagine). The last step of the work showed that it is possible to recover cephamycin C from the PEG phase promoting an even greater purification with the residual amino acids. The ion-exchange chromatography was used to propose so. For this proposal, we used the ion exchange chromatographic technique, with use of anionic resin Amberlite IRA 400. These experiments were performed under temperatures of 20, 25 and 30 °C and pH 2.8 and 6.8. The Amberlite IRA 400 Cl- resin showed affinity for cephamycin C, and in the experiments in fixed bed column, it was possible to separate cephamycin C from PEG, from the phosphate salt and from the amino acids present in the top phase. The results allowed the conclusion that the proposed process is an excellent alternative for the extraction, separation and purification of cephamycin C. / A cefamicina C (cef C) é um antibiótico β-lactâmico que pertence à classe das cefalosporinas. Este antibiótico se destaca das demais cefalosporinas por possuir atividade frente a bactérias gram-negativas e ser resistente à ação das β-lactamases, produzidas por micro-organismos patogênicos, e que representam um dos principais mecanismos de resistência bacteriana aos antibióticos β-lactâmicos. Tendo em vista as restritas informações na literatura sobre as etapas do processo, tanto sob o ponto de vista de pesquisa e industrial de produção da cefamicina C, torna-se de grande importância o estudo de sua produção e consequentemente do processo de separação e purificação. Portanto, o objetivo principal deste trabalho foi desenvolver um processo de separação e purificação da cefamicina C, a partir de um caldo fermentado produzido por cultivos da bactéria Streptomyces clavuligerus, em processos submersos aerados. Os processos de extração e separação da cefamicina C foram realizados por meio de sistema de duas fases aquosas (SDFA) e cromatografia de troca iônica em coluna de leito fixo, respectivamente. Inicialmente, foram realizados estudos de estabilidade da cefamicina C, tendo em vista permitir o estabelecimento de condições que minimizem as perdas e aumentem o rendimento do processo global. Nestes estudos foram avaliadas as condições em pH de 2,2, 3,3, 5,0, 6,0; 7,0; 7,6 e 8,7 a uma temperatura de 20 °C. A meia-vida para o pH 8,7 foi de 52,6 horas, para o pH 6,0 a meia-vida foi de 459 horas e, para o pH mais ácido (2,2), a meia-vida foi de 118,6 horas. A segunda etapa do trabalho correspondeu ao estudo da separação entre a cefamicina C e os aminoácidos, por meio do sistema de duas fases aquosas composto por polietileno glicol (PEG) /fosfato. A presença dos aminoácidos ornitina, lisina e asparagina no caldo fermentado, mesmo após as etapas de separação primária, realizada por processos de filtração compostos por microfiltração e ultrafiltração, devem-se a composição do meio de cultura de origem complexa. Os experimentos foram realizados variando-se os seguintes parâmetros: massa molecular de PEG (400, 600, 1000 e 4000), pH (6, 7 e 8), tamanho de tieline (TLL 37 e 43) e razão de volume das fases (rTLL 0,75, 1,00 e 1,25), de modo a possibilitar a determinação do melhor sistema para a extração da cefamicina C. As melhores condições obtidas para este processo foram pH 8, PEG 400, TLL 43 e rTLL 1,00, onde se obteve o maior coeficiente de partição, kp de 5,57. Para as separações entre a cef C e os aminoácidos presentes no caldo foi possível verificar as seguintes eficiências de separação: 3,4 (ornitina), 6,9 (lisina) e 2,8 (asparagina). Na etapa final do trabalho foi possível recuperar a cef C da fase PEG, promovendo ainda uma maior purificação com os aminoácidos residuais. Para tal proposta, utilizou-se a técnica cromatográfica de troca iônica, com utilização da resina aniônica Amberlite IRA 400. Estes experimentos foram realizados sob temperaturas de 20, 25 e 30 °C e pH 2,8 e 6,8. A resina Amberlite IRA 400 mostrou afinidade em relação à cef C, e nos experimentos em coluna de leito fixo, foi possível separar a cef C do PEG, do sal de fosfato e dos aminoácidos presentes na fase de topo. Os resultados obtidos permitiram concluir, que o processo proposto mostrou-se viável para a extração e separação da cefamicina C.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:55:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5340.pdf: 5522610 bytes, checksum: 3e81291c16e96817f4a95ed87273242d (MD5) Previous issue date: 2013-03-07 / Universidade Federal de Sao Carlos / The search for clean and renewable fuels has aroused great interest in the industry and scientific community with the growing demand for energy. The transesterification reaction of triglycerides is one way of achieving a sustainable fuel and less harmful to the environment. This has encouraged researchers to develop new routes of synthesis of heterogeneous catalysts. The CTA-MCM-41 silica has basic catalytic sites called siloxy (≡SiO-) and may be used in transesterification reactions. Its use in base catalysis has shown promising results, but the reuse reveals extensive loss of activity due to the removal of CTA cations from the channels. The catalyst modification may improve the catalytic stability, in which the insertion of polymeric species together the micelles within the silica is one method studied by our group. Given this perspective, this study aimed at evaluating the modification of the basic catalyst CTA-MCM-41. The polymers encapsulation and ultraviolet irradiation on silicas containing monomer were performed in this study. It was possible to prove by means of small angle X-ray scattering conducted on the emulsion and silicas, the polymeric and monomeric species were inside the micelles causing micellar and silica expansion. The infrared absorption spectroscopy, X-ray diffraction and chemical analysis showed that these species remained inside the micelles after encapsulation. The catalytic evaluation demonstrated that the modified silica with low amounts of monomer added showed improved catalytic stability. / A busca por combustíveis considerados limpos e renováveis tem despertado grande interesse da comunidade científica e industrial com a crescente demanda por energia. A reação de transesterificação de triacilgliceróis é uma das formas de se obter um combustível sustentável e menos agressivo ao meio ambiente. Esse ideal vem estimulando pesquisadores a desenvolverem rotas de síntese de novos catalisadores heterogêneos capazes de atender essa necessidade. A sílica tal como sintetizada CTA-MCM-41 apresenta sítios catalíticos básicos denominados de siloxi (≡SiO-) e pode ser utilizada em reações de transesterificação. Seu uso em catálise básica tem mostrado resultados promissores, no entanto sua reutilização revela uma intensa perda de atividade devido à remoção dos cátions CTA do interior dos canais da sílica. A modificação dessas sílicas pode melhorar a estabilidade catalítica, sendo a inserção de espécies poliméricas no interior das micelas que formam a sílica um meio viável e que vem sendo estudado por nosso grupo. Diante dessa perspectiva, esse trabalho teve por objetivo principal o estudo de síntese e modificação do catalisador básico CTA-MCM-41. O encapsulamento de polímeros e irradiação ultravioleta sobre sílicas contendo monômeros foram os métodos de modificação realizados nesse estudo. Foi possível comprovar através de espalhamento de raios X a ângulos pequenos realizado sobre as emulsões e sílicas, que as espécies monoméricas e poliméricas se encontravam no interior das micelas provocando expansão micelar e dos canais das sílicas. Para o método de encapsulamento, observou-se por meio de fisissorção de nitrogênio que as sílicas modificadas apresentaram a formação de um sistema de poros secundário. Através de espectroscopia de absorção na região do infravermelho, difratometria de raios X e análise química observou-se que parte das espécies monoméricas e das poliméricas continuava no interior das micelas após o encapsulamento. A avaliação catalítica na reação de transesterificação demonstrou que as sílicas modificadas com baixos teores de monômero adicionados à síntese apresentaram melhora na estabilidade catalítica.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:55:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseWA.pdf: 5628521 bytes, checksum: 96b496c160199ec4679b7696129ee7cd (MD5) Previous issue date: 2004-12-13 / Universidade Federal de Minas Gerais / This work was developed with the objective of to improve the state of the technique of spherical agglomeration of solids in suspension and to promote a progress in the necessary knowledge for its exploration in larger scale. We studied the agglomeration of salicylic acid crystals obtained from the reaction of sodium salicylate and sulfuric acid. The agglomeration was promoted using chloroform as bridging liquid, that was introduced in the solution immediately after the precipitation of crystals, the agglomeration being monitored by measurement of the suspension turbidity. The effect of variables as temperature, flow rate of chloroform feed, agitation and solid concentration on the following product properties were investigated: granulometric distribution, flowability, real and apparent densities, mechanical resistance, residual solvent, porosity and morphology. The results of this study allowed the identification of a new mechanism of agglomeration of solids from suspension and the possibility of controlling the process, in order to provide particles of a great variety of sizes, depending on the average size of the original crystals and according to the requirements of the final product application. / Este trabalho foi desenvolvido com o objetivo de enriquecer o estado da técnica de aglomeração esférica de sólidos em suspensão e promover um avanço no conhecimento necessário para sua exploração em maior escala. Investigou-se a aglomeração de cristais de ácido salicílico obtidos a partir da reação entre o salicitato de sódio e o ácido sulfúrico. A aglomeração foi promovida utilizando clorofórmio como agente ligante introduzido no meio imediatamente após a precipitação dos cristais e o avanço da aglomeração pôde ser monitorado através do acompanhamento da variação da turbidez da suspensão. O efeito das variáveis temperatura, vazão de adição de clorofórmio, potência de agitação e concentração de sólidos foi investigado, avaliando-se também as seguintes propriedades dos aglomerados: distribuição granulométrica, escoabilidade, densidade real e aparente, resistência mecânica à abrasão, solvente residual, porosidade e morfologia. O conjunto de resultados obtidos possibilitou a identificação de um mecanismo de aglomeração de sólidos em suspensão e o controle das etapas de aglomeração, de modo a produzir aglomerados dos mais variados tamanhos, dependendo do tamanho médio dos cristais originais como também do tamanho final desejado.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:55:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5636.pdf: 3745496 bytes, checksum: f5a3c6431b588da21fab339e8c763373 (MD5) Previous issue date: 2013-10-17 / Universidade Federal de Sao Carlos / This paper assesses the catalytic activities of LaCoO3 perovskite towards the steam reforming oxidative reaction of ethanol . Due to the low surface area which is commonly found on perovskite-type oxides , these were supported onAl2O3 , ZrO2 and ZrO2-Al2O3. The unsupported catalysts were prepared by precipitation and citrate methods whilst the supported catalysts were prepared by deposition -precipitation . The techniques employed to characterize the solids were: X -ray diffraction by the powder method (DRX) , X-Ray Fluorescence (FRX) Programmed Temperature Reduction with H2 (RTP-H2) Nitrogen Adsorption by B.E.T. method, X-ray Diffraction in situ, Raman spectroscopy, transmission electronic microscopy, scanning electronic microscopy, hydrogen desorption at programmed temperature TPD-H2 and Thermogravimetric Analysis. The preparation of the catalysts by precipitation and citrate routes proved to be efficient to obtain the perovskite type oxides .The supported catalysts showed surface area values larger than the unsupported ones, as there was the formation of other oxidase phases due to stand- perovskite or metal support interactions , as observed by the decreasing of reduction degree , through RTP analysis .The unsupported catalysts calcined at 700 , 800 and 900 ° C presented the best activity for oxidative reforming reaction than the supported ones. These, in turn, showed better catalytic activity towards the oxidative reforming reaction in relation to steam reforming of ethanol. By the X-ray Diffraction analysis in situ performed during the RTP-H2 and reaction tests, it was observed that the 20LaCoO3/Al2O3 catalyst prepared by method 2 - deposition -precipitation - showed lower size of crystallite of cobalt during the steam reforming reactions and oxidation in situ, therefore suggesting a better metal dispersion . The unsupported LaCoO3 catalyst prepared by precipitation method and calcined at 700ºC showed less coke formation towards the oxidative reaction of reforming of ethanol . Among the supported compounds the 20LaCoO3/ZrO2 showed the lowest coke formation in the same reaction. The analysis of scanning electron microscopy performed after the oxidative reaction, Raman spectroscopy the and Thermogravimetric Analysis, suggests that the unsupported LaCoO3 catalyst prepared by precipitation and calcined at 700ºC and the supported 20LaCoO3/ZrO2 catalyst showed lower carbon formation. / Neste trabalho foram avaliadas as atividades dos catalisadores do tipo perovskita LaCoO3, frente à reação de reforma a vapor e oxidativa do etanol. Devido à baixa área superficial, característica esta dos óxidos do tipo perovskita, esses catalizadores foram suportados em Al2O3, ZrO2 e ZrO2-Al2O3. Os catalisadores não suportados foram preparados pelos métodos citrato e precipitação, já os suportados receberam o preparo necessário pelo método deposição-precipitação. Para a caracterização dos sólidos, as técnicas utilizadas foram as seguintes: Difração de Raios-X pelo método do pó (DRX), Fluorescência de Raios X (FRX), Redução à Temperatura Programada com H2 (RTP-H2), Adsorção de Nitrogênio pelo método B.E.T., Difração de Raios X in situ, Espectroscopia Raman, Microscopia eletrônica de transmissão, Microscopia eletrônica de varredura e Dessorção de hidrogênio a temperatura programada TPD-H2 e Análises Termogravimétricas. A preparação dos catalisadores pelas rotas de precipitação e citrato apresentou resultados eficientes para a obtenção dos óxidos do tipo perovskita. Os catalisadores suportados apresentaram valores de área superficial maiores do que os não suportados, uma vez que nesses últimos houve a formação de outras fases óxidas, devido às interações suporte-perovskita ou suporte-metal, verificadas pela diminuição no grau de redução, via análises de RTP. Os catalisadores não suportados, calcinados a 700, 800 e 900°C, apresentaram melhor atividade para a reação de reforma oxidativa, se comparados aos suportados. Estes últimos, por sua vez, apresentaram melhor atividade catalítica diante da reação de reforma oxidativa em relação à reforma a vapor do etanol. Por meio das análises obtidas pela Difração de Raios X in situ, realizadas durante a RTP-H2 e durante ensaios reacionais, observou-se que o catalisador 20LaCoO3/Al2O3, preparado pelo método 2 - deposição-precipitação apresentou tamanho menor de cristalito de cobalto durante as reações de reforma a vapor e oxidativa in situ, sugerindo uma melhor dispersão metálica. O catalisador não suportado LaCoO3, preparado pelo método de precipitação e calcinado a 700ºC, apresentou menor formação de coque diante da reação de reforma oxidativa do etanol. Entre os suportados, o composto 20LaCoO3/ZrO2 foi o que apresentou menor formação de coque nessa mesma reação. Os resultados das análises de microscopia eletrônica de varredura, realizadas após a reação oxidativa de espectroscopia Raman e Análises Termogravimétrica, sugerem que o catalisador não suportado LaCoO3 preparado por precipitação e calcinado a 700ºC, assim como o catalisador suportado 20LaCoO3/ZrO2 apresentaram menor formação de carbono.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:55:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5647.pdf: 2822412 bytes, checksum: 769ca8edf54438ee75a0a4df886371c3 (MD5) Previous issue date: 2013-09-17 / Universidade Federal de Minas Gerais / Penicillin G acilase (PGA) is a key enzyme in the industrial production of β-lactamic antibiotics. In this work, it was studied the production of PGA from Escherichia coli by recombinant E. coli and from Bacillus megaterium by recombinant B. megaterium. In E. coli, the enzyme accumulates in the periplasmic cell space, B. megaterium secretes PGA, what may reduce downstream costs. With E.coli, the study has begun at the expression step. Using a donated recombinant microorganism, it was studied, in shake flasks cultures, the influence of temperature (ranging from 18 to 28°C) during induction phase in the PGA production. High level expression of PGA E. coli was detected at 20°C, which was 4-fold superior than the volumetric enzymatic activity reached at 28°C. Fed-batch cultures were conducted with glycerol as carbon source, using both defined and complex media as well as IPTG and lactose as inducers. Final biomass concentrations of 100 gDCW/L and 120 gDCW/L and enzymatic activity 210000 and 80000 IU/L were achieved, for complex and defined media, respectively. The study with B. megaterium was initiated isolating the pac gene, encoding for PGA from B. megaterium ATCC14945, which was after cloned into the pLipAhp expression plasmid, together with the promoter gene and a gene codifying antibiotic resistance. This construct (pga-pLipAhp) was used to transform three different B. megaterium strain protoplasts, aiming studies to determine the best expression host in terms of PGA production. The tested strains, B. megaterium PV361, QM B1551 and ATCC 14945, have respectively shown about 95%, 95% and 10% plasmidial stability, after eight consecutive growths. The best PGA production was detected in PV361. Study of thermal and pH stability with the purified enzyme showed that PGA has a half-life of 5 min at 60° C, 20 min at 50° C, keeping 100% of activity for 1h at pH 10.0 and up to 8 h at pH 5.0. The values of temperature and pH for maximum PGA activity are 37° C and 8.0, respectively. The enzyme was stable at least for 5 hours in these conditions, with Michaelis-Menten estimated as Km=8.8 μM. A systematic study was developed to search the best condition to obtain the highest level of B.megaterium PGA production by recombinant B.megaterium. Media compositions for biomass and PGA production were evaluated using a genetic algorithm. The screening was carried out in 96 microtiter deep well plates, starting as a minimal medium and studying the concentration of 12 defined components. In 7 generations, 240 different kinds of media were tested for production and secretion and a 10-fold increase in PGA production and 5-fold increase in biomass compared to the previously used minimal medium could be achieved. It was scaled-up to shaker flasks obtaining 3-fold in PGA production and 1.8-fold in biomass. Later, it was scaled-up to bioreactors obtaining 3-fold in biomass and 8-fold in PGA production. Using glycerol as carbon source, it was tested different complex amino acids sources, using flask cultures. The best medium was scale-up in a 5 L bioreactor, in a batch culture with pulses. The highest production of PGA of recombinant B. megaterium achieved was 105600 IU/L and 36 gDCW/L. / Penicilina G Acilase (PGA) é enzima chave na produção industrial de antibióticos β- lactâmicos. Neste trabalho, foram estudadas as produções de PGA de Escherichia coli produzida por E.coli recombinante e de Bacillus megaterium produzida por B. megaterium recombinante. No primeiro, esta é acumulada no espaço periplasmático, o segundo secreta a enzima, o que pode reduzir grandemente custos de recuperação da enzima, pois não requer rompimento celular. Para E.coli, o estudo foi iniciado na etapa de expressão. Utilizando E.coli recombinante doada, foi realizado um estudo em frascos agitados da influência da temperatura (entre 18 e 28°C), durante a fase de indução, na expressão de PGA, que mostrou haver altos níveis de expressão de enzima a 20°C, com atividade volumétrica 4 vezes superior à obtida a 28°C. Foram realizados então cultivos a 20°C, em biorreator, em batelada alimentada, com glicerol como fonte de carbono, usando meio definido ou complexo, com IPTG ou lactose como indutores. Foram atingidas concentrações de biomassa finais de 100 gms/L e 120 gms/L, e atividades enzimáticas de 210000 e 80000 UI/L para meios complexo e definido, respectivamente. Para B. megaterium, o gene pac, que codifica PGA de B. megaterium ATCC14945 foi isolado e clonado no plasmídeo pLipAhp, juntamente com um gene promotor e outro codificando resistência a antibiótico (para seleção da linhagem clonada). Essa construção (pga-pLipAhp) foi usada para transformar três linhagens de protoplastos de B. megaterium, com o objetivo de determinar o melhor hospedeiro para a expressão de PGA recombinante. Foram testadas as linhagens: B. megaterium PV 361, QM B1551 e ATCC 14945, obtendo-se 95%, 95% e 10%, respectivamente, de estabilidade plasmidial, após 8 cultivos consecutivos. A melhor produção de PGA foi detectada em PV 361. Estudo de estabilidade térmica e de pH com a enzima purificada mostrou que PGA possui um tempo de meia vida de 5 min a 60°C, 20 min a 50°C, mantém 100% de atividade por 1 h, a pH 10 e por 8 horas, a pH 5. A temperatura e pH de atividade máxima é 37°C e 8,0, respectivamente, com Km=8.8 μM, com manutenção de 100% de atividade, no mínimo por 5 horas, nessas condições. Um estudo sistemático foi desenvolvido para obter um alto rendimento na produção de PGA de B. megaterium por B.megaterium recombinante. Busca da melhor composição de meio para biomassa e produção de PGA foi feita usando o algoritmo genético. A busca foi desenvolvida em placas de 96 poços, iniciando com um meio mínimo, com 12 componentes definidos. Em 7 gerações, 240 tipos de meio foram testados para a produção e secreção, conseguindo-se um incremento de 10 vezes na produção de PGA e de 5 vezes na produção de biomassa, comparando-se com o meio mínimo controle. Escalonamento para frascos agitados permitiu aumento de 3 vezes na produção de PGA e de 1.8 vezes na produção de biomassa. Escolhendo-se glicerol como fonte de carbono, foram testadas diferentes fontes complexas de aminoácidos. O meio que conduziu ao melhor resultado foi usado em cultivos em biorreator em batelada, 5L, onde se obteve como máxima produção de PGA recombinante de B. megaterium 105600 UI/L, com 36 gms/L de massa celular.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:55:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseESH.pdf: 888621 bytes, checksum: 78265ad461fce078c72dd73a8ce9da02 (MD5) Previous issue date: 2005-03-28 / The design of plantwide control systems has received increasing attention in the last years. The modern chemical plants usually consist of hundreds of interconnected elementary processes and unit operations (large scale complex systems). These plants are usually characterized and dominated by large and highly integrated and automatized installations, with several recycle streams, more heat integration and fewer inventories. All these factors lead to high interactions among the subunits caused by material and energy recycle and, consequently to the need for a perspective beyond individual units. The plantwide system control design procedure is not clear and the literature is scarce about this issue, comparatively with simple unit design. In this way, a large challenge for the Chemical Engineer in the last decades has been designing control systems that operate with safety and bring the performance objectives needed to control these complex plants. The main objective of this project is to study the plantwide control problem aiming, particularly, the choice of controlled variables and the coordination of several decentralized controllers to avoid conflicting control actions. The results presented in this thesis show that the work objective was reached successfully, due to a significant contribution to plantwide control study. / O projeto de sistemas de controle de plantas inteiras ( plantwide ) tem recebido muita atenção nos últimos anos. As plantas químicas modernas são, usualmente, formadas por centenas de processos elementares e operações unitárias interconectados. Dessa forma, essas plantas são, normalmente, caracterizadas e dominadas por instalações enormes, altamente integradas e automatizadas, com muitas correntes de reciclo e menos inventários. Todos esses fatores levam a grandes interações entre as unidades, causadas pelo reciclo de material e de energia, e, portanto, à necessidade de perspectivas de controle que não se restrinjam a unidades individuais. O procedimento de projeto de sistemas de controle dessas plantas inteiras não é muito claro e a literatura ainda é escassa sobre o assunto, comparativamente com o projeto de controladores de unidades simples. Dessa forma, um grande desafio para o Engenheiro Químico nas últimas décadas tem sido o projeto de sistemas de controle que operem com segurança e atinjam os objetivos de desempenho necessários para o controle dessas plantas complexas. Por esses motivos, o principal objetivo deste trabalho é estudar o problema do controle plantwide visando, em particular, a escolha de variáveis a serem controladas e a coordenação de diversos controladores descentralizados de forma a evitar ações de controle conflitantes. Os resultados apresentados nesta tese mostram que o objetivo do trabalho foi alcançado com sucesso, visto que há uma contribuição significativa ao estudo de controle plantwide .

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:55:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseMMP.pdf: 3655334 bytes, checksum: d6a87874a7eeb666df02fdef1e7be523 (MD5) Previous issue date: 2004-04-06 / Universidade Federal de Sao Carlos / Attempting to contribute with the studies on mucilaginous seeds drying, the objective of this work is to study the simultaneous heat and mass transfer during drying in fixed bed of papaya seeds with and without mucilage. The physical-mathematical analysis used to predict the moisture and temperature profiles during drying was based on two-phases model, according to mass and heat balances in fluid and particulate phases. A moving coordinate system, that follows the bed contraction movement, was used to take into account the shrinkage phenomenon. Experimental investigations in a drying unit at bench scale were conducted to characterize the phenomenon of shrinkage and the physical properties of material as function of moisture content, as well as to determine the temperature and moisture content distributions, which were used to evaluate the model. The equations of thermodynamics equilibrium and heat and moisture transfer rate between the solid and fluid phases were obtained from specific studies. The model equations were solved using the finite difference method. Although the beds of mucilaginous seeds had the higher heat transfer rates, their drying rates were lower than those of non-mucilaginous seeds. Bed shrinkage was nearly 30% and 12% for seeds with and without mucilage, respectively, what is directly related to superficial characteristics of each particle and moisture gradients developed during drying. The analysis of the fixed bed drying of papaya seeds, which was based on the two-phases model, corroborated the importance of the bed shrinkage for a more accurate interpretation of heat and mass phenomena involved in drying of particles with high moisture contents. It is verified that the developed model is promising to predict the drying variable and that it must be tested in correlated studies. / Visando contribuir com os estudos sobre o processo de secagem de sementes revestidas por mucilagem, o objetivo deste trabalho é estudar a transferência simultânea de calor e massa durante a secagem em leito fixo e camada espessa de sementes de mamão com e sem mucilagem. A análise físico-matemática do processo utilizada para simular os perfis de temperatura e umidade ao longo do secador foi fundamentada no modelo a duas fases, de acordo com os princípios de conservação de massa e energia para as fases fluida e sólida. A fim de incorporar o fenômeno de encolhimento das sementes durante a secagem, um sistema de coordenadas móveis, que segue o movimento de contração do leito de partículas, foi usado. Investigações experimentais numa unidade de secagem em escala laboratorial foram realizadas para a caracterização do fenômeno de encolhimento e das propriedades físicas do material em função do teor de umidade, bem como para a determinação das distribuições de umidade e de temperatura do sólido, utilizadas para a avaliação do modelo. As equações de equilíbrio termodinâmico, transferência de calor e massa entre as fases sólida e fluida, necessárias no modelo, foram obtidas a partir de estudos específicos advindos da literatura. As equações do modelo foram resolvidas pelo método de diferenças finitas. Apesar dos leitos formados por sementes com mucilagem apresentarem as maiores taxas de transferência de calor, suas taxas de secagem foram menores que aquelas das sementes desprovidas do envoltório mucilaginoso. O encolhimento do leito particulado ficou em torno de 30% e 12% para as sementes com e sem mucilagem, respectivamente, o que mostrou estar diretamente relacionado às características superficiais das partículas e aos gradientes de umidade desenvolvidos durante a secagem. A análise da secagem em leito fixo de sementes de mamão com base no modelo a duas fases corroborou a importância do encolhimento do leito para uma interpretação mais precisa dos fenômenos de transferência de calor e massa envolvidos na secagem de partículas com alto teor de umidade. O modelo desenvolvido mostrou-se promissor para a predição das variáveis do processo de secagem, devendo ser testado em estudos correlatos.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:55:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseALOF.pdf: 1727082 bytes, checksum: 2bafd71518dd7f0aa291c11a17ad0841 (MD5) Previous issue date: 2004-02-11 / Universidade Federal de Minas Gerais / Enzymatic route to produce antibiotic acts in mild reaction conditions (aqueous medium, neutral pH and moderate temperatures). Furthermore it reduces the number of reaction steps and decreases the amount and toxicity of waste products per kilogram of antibiotic. The enzymatic synthesis of ampicillin from phenylglycine methyl ester (PGME) and 6-aminopenicillanic acid (6-APA) can be an attractive alternative, replacing the chemical route. The use of an immobilized enzyme to catalyze the synthesis is very important to reduce costs. Penicillin G acylase (PGA) [EC 3.5.1.11] from E. coli was immobilized on two supports (agarose gel and silica). This work undertakes an optimization study of the enzymatic synthesis of ampicillin, to find out optimized process conditions. Therefore, it was studied the influence of the following variables: pH, temperature, 6-APA initial concentration, buffer concentration and the presence of methanol. Response variables were productivity, selectivity and yield (based on 6- APA initial concentration). The assays were carried on accordind to factorial design 25. Temperature, pH, and 6-APA initial concentration influenced At synthesis of ampicillin from PGME and 6-APA, two other reactions compete with the synthesis reaction: hydrolysis of PGME (a parallel reaction) and hydrolysis of ampicillin (in series with the synthesis). The yield of the synthesis of ampicillin depend on the rates of three different reactions. The highest yield was achieved at 4ºC, pH 6.5, without methanol, and with low buffer concentration. The results also indicate that it is possible to work with this system at high productivities, and it still keeps high yields at 25ºC, without buffer, and pH 6.5. After the selection of reaction conditions (25ºC, pH 6.5), assays with PGA immobilized on silica carrier were realized. Convensional reactors may cause shearing on derivative enzyme-silica, which led using fixed-bed reactor. Mass transport parameters were estimated by fitting heterogeneous mathematical model to experimental data of catalytic bed with recirculation, running on transient state. Another used support on immobilized enzyme was agarose gel. Domain of experimental assays used in the neural network training and validation were initial substrate concentrations ranged from 50 to 250mM. A mechanistic model to represent the synthesis of ampicillin from PGME and 6-APA is a set of seriesparallel reactions (ampicillin and PGME hydrolysis are undesirable side reactions) would be too complex, with an intractable number of kinetic parameters. Simplified models could not represent all the experimental data, and a hybrid model was used. Neural networks were trained to predict reaction rates and used in the mass balance equations. A feedforward neural network, with one hidden layer was used. Results of the simulation were promising. The operational region that of high productivity and selectivity of antibiotic could be successfully mapped. An important aspect to improve the selectivity of ampicillin synthesis is to precipitate the antibiotic because the hydrolysis reaction would be decreasing. An approprieted biocatalyst which preventing the precipitation was developed, and used in a Taylor vortex reactor where shears are smaller. Synthesis assays using high substrate concentrations were performed in this reactor, occurring precipitate of antibiotic during reaction, to improve yield, selectivity, and productivity of this system. / A rota enzimática para produção de antibióticos atua em condições suaves de temperatura, pressão e pH, em meio aquoso, além de ter bem menor impacto ambiental. A síntese enzimática de ampicilina a partir de éster metílico de fenilglicina (EMFG) e ácido 6-aminopenicilânico (6-APA) foi estudada como alternativa à rota de produção química. O uso de enzimas imobilizadas é comum na literatura devido aos benefícios que estas apresentam em relação às enzimas solúveis: separação do meio reacional e reutilização do biocatalisador. A enzima penicilina G acilase [EC 3.5.1.11] foi imobilizada em dois diferentes suportes (sílica e agarose). O primeiro passo estudado para produção do antibiótico foi a determinação das condições ótimas de operação. Assim, estudouse a influência das seguintes variáveis: pH, temperatura, concentração inicial de 6- APA, concentração iônica do meio reacional e presença de solvente orgânico (metanol). As variáveis-resposta utilizadas foram produtividade, seletividade e rendimento. Os ensaios foram conduzidos segundo um planejamento fatorial 25. As variáveis que mais influenciaram nas respostas foram: temperatura, pH e concentração inicial de 6-APA. O uso de EMFG para acilação do núcleo β- lactâmico, 6-APA, resulta num sistema reativo série-paralelo, cujas reações indesejadas de hidrólise (do EMFG e do antibiótico) ocorrem simultaneamente à de formação do antibiótico. Assim, a concentração máxima atingida de antibiótico depende das velocidades relativas das três reações. Observou-se que o maior rendimento de síntese foi obtido na temperatura de 4ºC, pH 6,5, sem adição de solvente orgânico e em meio reacional de baixa concentração iônica. Os resultados também mostraram que é possível operar o sistema com alta produtividade, e ainda se manterem os rendimento elevados a 25ºC, concentração mais elevada de reagentes, ausência de tampão fosfato e pH 6,5. Após a seleção das condições reacionais (25ºC, pH 6,5), ensaios, utilizando-se a PGA imobilizada em sílica, foram realizados. O derivado enzima-sílica sofre desgaste por cisalhamento em reator convencional, o que levou à utilização de reator de leito fixo. Parâmetros de resistência à transferência de massa externa e interna no suporte sobre a velocidade global de reação foram estimados a partir de dados experimentais, com auxílio de modelo matemático heterogêneo do leito catalítico com recirculação total, operando em regime transiente. O outro suporte empregado na imobilização de PGA foi agarose intercruzada, que tem maior resistência ao cisalhamento. Experimentos de síntese com concentrações iniciais de reagentes variando de 50 a 250mM, utilizando-se o derivado enzima-agarose, formaram o domínio para treinamento de redes neurais que pudessem prever as velocidades de reação, pois um modelo mecanístico das três reações, levando em conta efeitos inibitórios e alostéricos de reagentes e/ou produtos, mostrou-se muito complexo, com número intratável de parâmetros cinéticos. Simplificações desse modelo, diminuindo-se o número de parâmetros ajustáveis, não conseguiram representar os dados experimentais em toda a faixa de interesse. Conjuntos de dados para treinamento supervisionado foram alimentados a redes feedforward com uma camada oculta. Essa abordagem permitiu uma boa representação da síntese de ampicilina na faixa operacional estudada e também direcionou os ensaios para região onde se maximizassem produtividade e seletividade. As velocidades de reação previstas pelas redes neurais foram incluídas nas equações fundamentais de balanço de massa, compondo um modelo híbrido do processo. As simulações com o modelo híbridoneural direcionaram os ensaios de síntese para região onde se maximizaram a produtividade e seletividade da reação. Observou-se que aspecto importante para a melhoria da seletividade na produção de ampicilina era a operação do reator em uma região onde ocorria precipitação do antibiótico, pois quando este cristalizava no próprio reator, diminuía-se sua perda por hidrólise. Um biocatalisador adequado, que suportasse a precipitação da ampicilina no meio reacional, foi desenvolvido, patenteado e utilizado em reator de escoamento em vórtices de Taylor, onde as tensões de cisalhamento são menores. Sínteses utilizando concentrações altas de reagentes foram realizadas nesse reator, de modo a precipitar o antibiótico, incrementando-se rendimento, seletividade e produtividade do sistema.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:55:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 5969.pdf: 5762637 bytes, checksum: b93939ad127db2a63af10c90cac8c992 (MD5) Previous issue date: 2014-07-18 / Universidade Federal de Sao Carlos / In the present work, an experimental study about heat and mass transfer phenomena was carried out during drying of porous media when subjected to an upward flow of heated air. The cylindrical porous media consisted of non-consolidated particles of activated alumina of several diameters. The particulate system was initially characterized based on the achievement of its main physical, thermal and structural properties. The drying experiments consisted of obtaining sorption isotherms at different operational conditions and in determining moisture and temperature data versus time. The temperature profiles were obtained by thermocouples inserted in the porous body and the moisture content data by the gravimetrical method. The concept of time in series analysis was applied to determine the stationarity of the experimental data. The drying of the porous media was studied theoretically based on the context of the pseudo-homogeneous formulation, which led to the estimation of transport parameters of interest considering two situations: the presence of the external resistance to mass transfer and the interfacial equilibrium condition. The estimated transport coefficients were analyzed as constant or variable throughout the drying process. The diffusive mechanisms of mass transfer were estimated in order to identify the limiting one in drying. According to the results obtained, the vapor flux is controlled by liquid superficial diffusion into the particle. However, it was found that the effective moisture diffusivity is a harmonic mean of all the diffusive mechanisms, being the all type of moisture diffusivity of both particles and the porous medium important parameters in drying. The results showed that the drying of the porous medium studied is controlled by external resistance of heat and mass transfer. The pseudo-homogeneous formulation presented restrictions for the situation in which the interfacial equilibrium is admitted in the drying problem. / No presente trabalho, os fenômenos de transferência de calor e massa foram estudados experimentalmente durante a secagem de meios porosos quando submetidos a um escoamento monofásico ascendente de ar aquecido. Os meios porosos estudados foram de geometria cilíndrica e não-consolidados de partículas de alumina ativada de diferentes diâmetros. Preliminarmente, o sistema particulado foi caracterizado com base na obtenção de suas principais propriedades físicas, térmicas e estruturais. Os experimentos de secagem em camada espessa e camada delgada consistiram na obtenção de isotermas de sorção em diferentes condições operacionais e na determinação de dados de temperatura e umidade em função do tempo para um meio poroso insaturado. Os perfis unidirecionais de temperatura foram obtidos a partir de um conjunto de termopares inseridos no corpo poroso, enquanto que dados de umidade do material em função do tempo foram determinados por gravimetria. O conceito da análise de séries temporais foi aplicado para investigar a variação dos dados observados experimentalmente. Paralelamente, o problema de secagem foi estudado teoricamente com base no contexto a uma fase da formulação pseudo-homogênea, o que levou à estimação de parâmetros de transporte de interesse para duas situações distintas: presença da resistência externa à transferência e condição de equilíbrio interfacial. Os coeficientes de transporte foram tratados como constantes ou variáveis ao longo do processo de secagem e verificado o ajuste proporcionado pelo modelo difusivo para essas duas abordagens. Os principais mecanismos difusivos de transferência de massa foram estimados com o intuito de identificar o mecanismo limitante e também se a cinética de secagem é controlada pela difusão na partícula ou nos interstícios do meio poroso. Os resultados obtidos mostraram que a secagem dos meios porosos estudados é controlada pela resistência externa à transferência de calor e massa e que a formulação pseudo-homogênea apresentou restrições para a situação na qual o equilíbrio interfacial é admitido no sistema. Verificou-se que a difusividade efetiva de umidade dos meios porosos é uma média harmônica de todos os mecanismos difusivos existentes, sendo ambas as características das partículas e do meio poroso, importantes no processo de secagem.