Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 1850.pdf: 1432632 bytes, checksum: cca39f754def4854b271a41d3e2c16b7 (MD5) Previous issue date: 2008-05-21 / Universidade Federal de Sao Carlos / Pd catalysts supported on Al2O3 and La2O3-Al2O3 (12 wt.% La2O3) were prepared by wetness impregnation method with aqueous solution of of palladium nitrate (1 wt.% Pd). The supports were obtained by conventional method (PdAl-Conv. and PdLaAl-Conv.) and two different sol-gel methods with Al-sec-butoxide/HNO3/Ethanol (PdAl-SG-Et. and PdLaAl-SG-Et) and Al-sec-butoxide/CH3COOH/sec-butanol (PdAl- SG-2But. and PdLaAl-SG-2But.). The catalysts were characterized by X-ray diffraction (XRD), BET surface area of catalysts were calculated from nitrogen absorption isotherm (SBET), FTIR-CO adsorption spectroscopy and autothermal reforming of methane (ATRM). XRD of precursors shows diffraction lines of boehmit for -SGEt. sample and shows diffraction lines of aluminum acetate for -SG-2But sample. No peaks of Pd or PdO were reveled in all catalysts samples. SBET for PdAl-SG-Et, PdLaAl- SG-Et and PdAl-SG-2But.catalysts shows type IV adsorption isotherm and H1 hysteresis and for PdLaAl-SG-2But catalyst shows type III adsorption isotherm and H3 hysteresis. FTIR-CO show that the adding of lanthana on γ-Al2O3 suppress CO adsorption in bridge form over Pd. The CO adsorption form is insensitive to presence of lanthana in catalysts obtained by sol-gel method. The intensity of bands of CO in bridge (LF) and linear (HF) show a LF/HF ratio of 4.8 to 2.3 for PdAl-Conv. and PdLaAl- Conv catalysts, respectively. The Pd catalysts supported on Al2O3 show higher deactivation with time on stream on ATRM reaction, which is assigned mainly to coalescence of Pd particle. La-containing catalysts are quite stable and H2/CO ratio depends to the synthesis method. / Al2O3 e La2O3-Al2O3 (12 % p/p de La2O3) com solução aquosa de nitrato de paládio (1% p/p). Os suportes foram obtidos pelos métodos convencional (PdAl-Conv. e PdLaAl-Conv.), sol-gel a partir do Al-tri-sec-butóxido/etanol/HNO3 (PdAl-SG-Et e PdLaAl-SG-Et) e Al-tri-sec-butóxido/2-butanol/CH3COOH (PdAl-SG-2But. e PdLaAl- SG-2But ).Os catalisadores foram caracterizados por difração de raios-X (DRX), área superficial específica (SBET), espectroscopia de refletância difusa na região do infravermelho com transformada de Fourier da adsorção do CO (DRIFTS-CO) e empregados na reação de reforma autotérmica do metano (RAM). Os resultados de DRX dos precursores obtidos pelo método sol-gel etanol/HNO3 e 2-butanol/CH3COOH apresentam uma estrutura do tipo boehmita e acetato de alumínio, respectivamente. Os catalisadores não apresentam picos difração referentes as espécies Pd e PdO, sugerindo que o metal esteja bem disperso no suporte. Os catalisadores PdAl-SG-Et., PdLaAl-SGEt. e PdAl-SG-2But. apresentam isotermas de adsorção do tipo IV, histerese H1e o catalisador PdLaAl-SG-2But. isoterma do tipo III e histerese H3. Os resultados de DRIFTS-CO mostram que a adição de La2O3 à γ-Al2O3 comercial suprime a adsorção do CO na forma de ponte sobre o Pd, enquanto que a forma de adsorção do CO não é sensível a presença de La2O3 nos suportes obtidos pelo método sol-gel. A razão das bandas BF/AF de CO adsorvido na forma de ponte e linear é de aproximadamente 4,8 e 2,3 para as amostras PdAl-Conv. e PdLaAl-Conv., respectivamente. Os catalisadores suportados em Al2O3 apresentam uma forte desativação durante o período de 24h em reação de RAM a 800 °C, devido principalmente a aglomeração das partículas de Pd e não a deposição de carbono. Os catalisadores contendo La são mais estáveis e a razão H2/CO é dependente do método de preparação.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 1887.pdf: 2018694 bytes, checksum: e69f497fdcda59d43b28054bd04b9c45 (MD5) Previous issue date: 2008-07-10 / Universidade Federal de Minas Gerais / The study of the liquid film in the walls of a Venturi scrubber was chosen as the target of this work for representing one of the important phenomena that influence the collection efficiency of the equipment. Such efficiency decreases with the presence of the film once it has a superficial area per volume much smaller than the drops and, consequently, contributes very little in the removal of particles. Furthermore, the pressure drop on the Venturi depends on the energy spent to accelerate the drops and also of the attrition between the gas and the surface of the film. These two important parameters depend on the liquid fraction in the form of film. For these reasons, it is important for the project of Venturi scrubbers the quantification of the film fraction. The present work, therefore, carried out an experimental investigation of the effects that the liquid injection through multiple jets exerted in the formation of the liquid film in a Venturi scrubber of rectangular cross section. The behavior of the fraction of liquid film in each wall separately and of the total fraction of liquid film extracted were analyzed, varying the liquid flow rate from 0,3 to 1,2 l/min for gas velocities of 59, 64, 69 and 74 m/s. Throat lengths of 100, 160 and 220 mm were utilized. The results showed that the film fraction varies with the gas velocity, with the configuration of the liquid injection, with the liquid flow rate and with the axial distances along the throat. The analysis of the film extraction in the individual walls follows an asymmetric behavior in all operational conditions, showing a larger film deposition in the inferior wall independently of the injection configuration, thus indicating the effect of the gravity in the film deposition. Hence, the total fraction of liquid extracted from the four walls of the scrubber made possible a more satisfactory interpretation of the results. Within the experimental range investigated, the injection through four orifices at the gas velocity of 74 m/s at the higher liquid flow rates presented the smaller deposition of liquid in the scrubber walls. It was also evident that the deposition is dependent on the penetration of the jet: low penetrations tend to deposit in the jet injection wall while high penetrations deposit in the opposite wall. There is, therefore, a point of minimum deposition for the intermediate penetration of the jet. The best operational conditions, i.e. the smallest film fraction deposited in the walls, was obtained for the largest gas velocity and for the liquid being injected simultaneously through the four walls. / O estudo do filme líquido nas paredes de um lavador Venturi foi selecionado como alvo deste trabalho por representar um dos importantes fenômenos que influenciam a sua eficiência de coleta. Tal eficiência diminui pela presença do filme uma vez que este tem uma área superficial por volume muito menor do que as gotas e, com isso, contribui muito pouco na remoção de partículas. Além disso, perda de carga no Venturi depende da energia gasta para acelerar as gotas e também do atrito entre o gás e a superfície do filme. Esses dois importantes parâmetros dependem da fração de líquido na forma de filme. Por estes motivos é importante para o projeto de lavadores Venturi a quantificação da fração de filme. O presente trabalho realizou, portanto, uma investigação experimental dos efeitos que a injeção de líquido em múltiplos jatos exerce sobre a formação do filme líquido num lavador Venturi de seção retangular. Analisou-se o comportamento da fração de filme líquido em cada parede separadamente e da fração de filme líquido total extraído do lavador, variando a vazão do líquido entre 0,3 e 1,2 l/min para velocidade do gás de 59, 64, 69 e 74 m/s. Comprimentos da garganta de 100, 160 e 220 mm foram utilizados. Os resultados mostraram que a fração de filme varia com a velocidade do gás, com a configuração da injeção de líquido e com as vazões de líquido. A análise da extração de filme nas paredes individualmente segue um comportamento desigual diante de cada condição operacional, mostrando uma maior deposição de filme na parede inferior independentemente da configuração de injeção do líquido, indicando o efeito da gravidade na deposição de filme. Desse modo, a fração de líquido total extraída nas quatro paredes do lavador possibilitou uma interpretação mais satisfatória dos resultados. Nas condições operacionais investigadas neste trabalho, a configuração de injeção de líquido feita pelos quatro orifícios e a velocidade do gás de 74 m/s para as maiores vazões do líquido foram as que apresentaram a menor deposição de filme líquido nas paredes do lavador. Ficou também evidente que a deposição é dependente da penetração do jato: baixas penetrações tendem a depositar na própria parede de injeção enquanto altas penetrações depositam na parede oposta. Existe, portanto um ponto de mínima deposição, de penetração intermediária do jato. A melhor condição de operação, isto é, a menor fração de filme depositada nas paredes, foi obtida para a maior velocidade do gás e para

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissPML.pdf: 737070 bytes, checksum: ae6de3b8bdf475d8478886f35646ddfc (MD5) Previous issue date: 2004-08-19 / Universidade Federal de Sao Carlos / The objective of this work was to develop a theoretical and experimental study of fluid dynamics and heat transfer in a spouted bed with draft tube, which operates in continuous mode with particles feed through the bottom of the bed. This arrangement was chosen in order to maintain axial symmetry inside the bed. The chosen model was a steady-state model with axial variation, where balance equations describe the behavior of the solid and fluid phases both in the spout and annulus regions. A cylindrical-conical bed was used with draft tube and with a solids feed section attached to a gravitational system. The cylindrical column has 45 cm height and 20 cm diameter. The conical base has 15 cm height and internal angle of 600, and the air entrance has 5 cm diameter. The draft tubes have 5 cm diameter and two different heights of 18 and 28 cm. In the experiments glass spheres (dp=2.6 mm) were used for fluid dynamics and heat transfer study. The experimental conditions were: air flow rates of 2,1 and 2,5 m3/min; solids flow rates of 1100, 1500 and 2000 g/min; air temperatures of 80 and 90ºC; and bed heights of 25 and 35cm. The equations of the model were resolved in the program language Matlab by using numeric functions of high performance. The obtained profiles of the fluid dynamic and thermal model showed coherence in the qualitative aspects, because they agree physically with the expected for the spout. The analysis for quantitative comparison between the model and the experiment showed that the gas temperatures in the exit of the bed were predicted with smaller deviations than 3% and the solids temperatures with smaller deviations than 2%. Therefore, the results indicate that the investigated model can be applied in projects of spouted beds with similar characteristics and the bottom solids continuous feed by gravity maintained the axial symmetry of the bed. / Este trabalho tem como objetivo utilizar um alimentador contínuo gravitacional de sólidos pela base para a análise da fluidodinâmica e a transferência de calor no leito de jorro com tubo interno. O interesse por esta configuração deveu-se à sua vantagem de manter a simetria axial do leito, mesmo em operação contínua. Desta forma, o modelo adaptado em nosso estudo considerou apenas variações axiais no leito para as duas fases sólida e fluida, apresentando equações de balanços para as regiões de jorro e anular. O equipamento utilizado foi um leito cilíndrico cônico com tubo interno e com uma seção de alimentação de sólidos acoplada ao alimentador gravitacional. O corpo cilíndrico tem 45 cm de altura e 20 cm de diâmetro, a base cônica tem 15 cm de altura e ângulo interno de 600 e o diâmetro de entrada do ar é de 5 cm. Os tubos draft têm diâmetro de 5 cm e alturas de 18 e 28 cm. Na realização dos experimentos foram utilizadas esferas de vidro com diâmetro de partícula de 2,6 mm. As condições experimentais estudadas foram: vazão de ar de 2,1 e 2,5 m3/min; vazão de alimentação dos sólidos de 1100, 1500 e 2000 g/mim; temperatura de entrada do ar de 80 e 90 0C; e altura do leito de 25 e 35cm. As equações do modelo foram resolvidas na linguagem Matlab através de funções de tratamento numérico de alta performance. Os perfis obtidos da simulação do modelo fluidodinâmico e térmico mostraram coerência nos aspectos qualitativos, pois são concordantes com o fisicamente esperado para o jorro. A análise por comparação quantitativa entre o modelo e o experimento mostrou que as temperaturas do gás na saída do leito foram preditas com desvios menores que 3% e as temperaturas dos sólidos com desvios menores que 2%. Portanto, os resultados indicam que o modelo avaliado neste estudo pode ser aplicado em projetos de leitos de jorro com mesmas características e o alimentador gravitacional operou continuamente de forma estável, mantendo a simetria axial do leito.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissMFPM.pdf: 3159382 bytes, checksum: eb3451fec258ff3a8ee3f05b4a786a23 (MD5) Previous issue date: 2000-02-29 / Financiadora de Estudos e Projetos / Agar-agar is a hydrofilic colloid extracted from seaweed, mainly from algae Gelidium. It s used as culture medium in microbiology and as emulsificant, stabilizer and gelling in foods. Drying is an important operation in the extractive process to obtain Agar-agar, because it defines the form, color and final moisture content of product. In order to study the drying of agar gel, equilibrium and drying experiments are needed. The equilibrium of agar-water-air was investigated using the static gravimetric method and drying experiments were performed in a forced convection dryer. To determine equilibrium moisture content values, the static method was used with saturated saline solutions where operational conditions of temperature and relative humidity ranged from 25.0°C to 50.0°C and 11.0% to 84.0%, respectively. The determination of moisture content was based on Lees method. The drying experiments were performed with temperatures from 30.0°C to 50.0°C and superficial air velocities from 1.0 to 4.0 m/s. Based on the experimental procedure above, the equilibrium of agar-water-air could be reasonable described by the G.A.B. (Guggenheim-Anderson-de Boer) model. It was verified, using Lewis equation, that temperature and velocity of air influence the drying operation. Finally, at a constant drying rate, the drying of agar gel and water are very similar. The constant drying rate of agar gel has been represented by a relationship for evaporation of water. The decreasing drying rate of agar gel was represented by the characteristic curve. All results obtained in this work serve as contribution to the process to obtain the agar, which utilizes the drying. / O ágar é um colóide hidrofílico usado nos setores de microbiologia e alimentos, entre outros. Uma das operações mais importantes no processo de obtenção do ágar é a secagem. Com o objetivo de estudar a secagem do gel ágar faz-se necessária a realização das determinações das isotermas de equilíbrio e experimentos de secagem. O equilíbrio ágar-água-ar foi estudado via método gravimétrico estático com soluções salinas saturadas, nas temperaturas de 25 a 50°C e umidades relativas do ar de 11 a 84% e os experimentos de secagem foram realizados em um secador de convecção forçada nas temperaturas de 35 a 50°C e velocidades superficiais do ar de 1,0 a 4,0 m/s. A determinação da umidade baseou-se no método de Lees. O modelo G.A.B. (Guggenheim-Anderson-de Boer) representou bem o equilíbrio entre os modelos analisados. Constatou-se, através da equação de Lewis, que a temperatura e a velocidade do ar influenciam a cinética de secagem do gel. Constatou-se ainda que a secagem do gel no período de taxa constante de secagem é similar à da água. Este período de secagem foi representado por uma relação para evaporação da água e o período de taxa decrescente por uma curva característica generalizada. Todos os resultados obtidos sobre a transferência de massa na secagem do gel ágar servem de contribuição para a continuidade dos estudos sobre o processo de obtenção do ágar, servindo também de base para a busca de diferentes tipos de secadores convectivos e de condições ótimas de operação ligadas à relação custo de produção x produção .

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissMAF.pdf: 1671281 bytes, checksum: 1307bf2694ab55ec6a8f163fd4a66cc4 (MD5) Previous issue date: 2004-03-31 / Financiadora de Estudos e Projetos / The present work is dedicated to the investigation of the influence of particles size of the powdery material on the adhesion force of particle-substrate, using the centrifugal technique for different compression speeds and detachment. A centrifuge (MA - 860, Marconi Equipamentos), with maximum speed of rotation 14000 rpm, was used in the adhesion experiments and also a program of analysis of images (Image-Pro Plus 3.0). For the experiments development, two tubes were specially builded and installed in the headstock of the centrifuge. Inside of those tubes there are two adapters placed with the purpose to stand the proof disks containing the powdery material. The centrifugal force speed is generated to promote the compression (Press-on) or the detachment (Spin-off) of the particles on the surface of the disks. After the count of the particles initially stuck on the surface, the disks were returned back in the centrifuge to proceed the detachment of the particles, using different rotation speeds. After each increase of the rotational speed, the number of particles stuck on the surface of the disks is monitored. The centrifugal speed will exceed above of the adhesion force between the particle and the surface. At equilibrium, the magnitude of the centrifugal force applied equals the adhesion force. The influence of the applied forces in the adhesion of the phosphatic concentrate (ρ = 3,066 g/cm3 and dp = 14,91 µm), the manioc starch (ρ =1,491 g/cm3 and dp = 4,93 µm) and the dolomite limestone (ρ =2,838 g/cm3 and dp = 11,97 µm) on a substratum of stainless steel was investigated using the centrifugal technique. The range diameter studied for those particulate materials were of 10 - 17 µm, 17 - 24 µm and 24 - 31 µm. The particles of each powder were pressed initially on the surface of the substratum centrifuged to a private speed, and immediately after this phase, the adhesion profile was determined. All the powders obeyed a log-normal distribution of percentage of particles stuck in relation to adhesion force. It was obtained the force of geometric medium adhesion for all the powders and it was verified that there was a lineal increase with the force of compression applied initially. For polydisperse particles stuck on a surface, the necessary force to separate the particles varies proportionally to your size. And the adhesion force among particles of the three powdery materials, used in the experiments, and the surface of the disk of stainless steel increased with the increase of the size of the particles and with the increase of the compression force (press-on). the order of adherence indicated the following relationship: manioc starch > dolomite limestone > phosphatic concentrate. / Este trabalho teve como objetivo investigar a influência do tamanho das partículas do material pulverulento sobre a força de adesão partícula substrato, utilizando a técnica centrífuga para diferentes velocidades de compressão e desprendimento. Uma microcentrífuga (MA 860, Marconi Equipamentos), cuja velocidade máxima de rotação é de 14000 rpm, foi o equipamento utilizado no desenvolvimento dos experimentos laboratoriais juntamente com um programa de análise de imagens (Image-Pro Plus 3.0). Para a realização dos experimentos foram especialmente construídos dois tubos e instalados junto ao cabeçote da microcentrífuga. Nesses tubos são colocados os adaptadores cuja finalidade é de sustentar os discos de prova contendo o material pulverulento. A velocidade centrífuga é gerada para promover a compressão (Press-on) ou o desprendimento (Spin-off) das partículas sobre a superfície dos discos. Após a contagem das partículas inicialmente aderidas na superfície, os discos retornam para a microcentrífuga para se fazer o desprendimento destas partículas, também em diferentes velocidades de rotação. Após cada aumento da velocidade rotacional, o número de partículas aderidas na superfície dos discos foi monitorado. A influência das forças aplicadas na adesão do concentrado fosfático (ρ = 3,066 g/cm3 e dp = 14,91 µm), polvilho doce (ρ = 1,491 g/cm3 e dp = 4,93 µm) e do calcário dolomítico (ρ = 2,838 g/cm3 e dp = 11,97 µm) sobre um substrato de aço inoxidável foi investigado usando a técnica centrífuga. As faixas de diâmetro estudadas para esses materiais particulados foram de 10 17 µm, 17 24 µm e 24 31 µm. As partículas de cada pó foram inicialmente pressionadas sobre a superfície do substrato centrifugado a uma velocidade particular, e imediatamente depois desta fase, o perfil de adesão foi determinado. Todos os pós obedeceram uma distribuição log-normal de porcentagem de partículas aderidas em relação a força de adesão. Foi obtida a força de adesão mediana geométrica para todos os pós e verificou-se que houve um aumento linear com a força de compressão aplicada preliminarmente. Para partículas polidispersas aderidas a uma superfície, a força necessária para separar as partículas varia proporcionalmente ao seu tamanho. E a força de adesão entre partículas dos três materiais pulverulentos utilizados nos experimentos, e a superfície do disco de aço inoxidável aumentou com o aumento do tamanho das partículas e com o aumento da força de compressão (press-on). A ordem de aderência indicou a seguinte relação: polvilho doce > calcário dolomítico > concentrado fosfático.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2277.pdf: 933463 bytes, checksum: 01507ff9166cf8406e37c047022142e1 (MD5) Previous issue date: 2009-02-27 / Universidade Federal de Sao Carlos / The objective of this work was stabilize and immobilize β-galactosidase from activated agarose and chitosan supports. Initially, it was evaluated the buffer type, ionic strength and bivalent ions Mn2+ and Mg2+ on the hydrolytic activity of the enzyme using as substrates lactose and o-NPG (o-nitrophenyl galactopyranoside). Then the enzyme was covalently immobilized on glyoxyl-agarose, epoxy-chitosan-alginate and chitosan activated with glutaraldehyde, encapsulation in agarose and chitosan and ionic adsorption on MANAE-agarose. After immobilization, different strategies were used to stabilize the derivative such as crosslinking with glutaraldehyde and polyaldehyde dextran for the enzyme immobilized by ionic adsorption and reduction with sodium borohydride (NaBH4) for the enzyme covalently immobilized. For the derivative with maximum catalytic activity obtained, we estimated the kinetic and biochemical parameters as well as thermal stability at different temperatures and storage, operational stability, effect of inhibition by galactose and lactose yield. In the lactose hydrolysis, the best conditions were evaluated at 45°C in 100 mM potassium phosphate buffer pH 7.0 and addition of 2 mM MgCl2 and 0.1 mM MnCl2 (6786.5 U/mL of crude extract) and in the hydrolysis of synthetic substrate, o-NPG, the conditions for maximum catalytic activity was buffer sodium phosphate pH 7.0 50 mM with 2 mM MgCl2 at 25°C (4466.1 U/mL of crude extract). The enzyme immobilization on glyoxyl-agarose at pH 10.05 inactivated the enzyme. At pH 7.0, the enzyme was not immobilized. Similar behavior was observed for the enzyme immobilized on epoxy-chitosan-alginate. The ionic adsorption of the enzyme on MANAE-agarose allowed obtaining derivatives with high catalytic activity and immobilization yield around 100%. Neverthelless the crosslinking of the immobilized enzyme using polyaldehyde dextran and glutaraldehyde reduced drastically the hydrolytic activity of the derivatives by distortion of the enzyme structure. Besides the thermal stability of these derivatives at 10°C showed a similar behavior to the free enzyme. In order to obtain a derivative with high thermal stability on catalytic activity, the covalent immobilization on coagulated chitosan by different solutions and temperature. The derivative that provided higher catalytic activity was coagulated in a solution of 0.5 M KOH at 50°C and activated with glutaraldehyde 0.8% (v/v), with immobilization yield and recovered activity of 100%. An assay of looding of the support showed that 247,0 mg protein/ g gel was the maximum load. However diffusional limitation was verified even at 25 mg/g of gel. The immobilization process did not change the biochemical properties of the enzyme (optimum temperature and pH). In the storage stability at 10 ° C, the derivative covalently immobilized lost only 20% of initial activity after 90 days. The enzyme immobilized on chitosan was 3-5 fold more stable than the soluble enzyme at 20 and 40°C. The operational stability in 4 cycles showed a loss of 17% of hydrolytic activity after 4 cycles. Another important fact was the smallest effect of inhibition by galactose compared to soluble enzyme, even at high concentrations (5 g/L). In the hydrolysis of lactose the conversion was 70 % using insoluble and immobilized enzymes. We can conclude that the β-galactosidase immobilized on chitosan activated with glutaraldehyde showed good properties, because it allows the development of continuous processes, facility of downstream process (product purification), avoiding contamination of the product by the biocatalyst. This advantage is very important specially for food industry. / O objetivo deste trabalho foi imobilizar e estabilizar β-galactosidase de Kluyveromyces fragilis utilizando diferentes estratégias de imobilização em suportes orgânicos quitosana e agarose, com diferentes protocolos de ativação. Inicialmente, foi avaliado o tipo de tampão, força iônica e a suplementação com íons bivalentes Mn2+ e Mg2+ sobre a atividade hidrolítica da enzima empregando lactose e o-NPG (o-nitrofenil galactopiranosídeo) como substratos. A enzima foi imobilizada covalentemente em glioxil-agarose, epóxi-quitosana-alginato e quitosana ativada com glutaraldeído, por encapsulação em agarose e quitosana e por adsorção iônica em MANAE-agarose. Após a imobilização, diferentes estratégias foram adotadas para a estabilização do derivado como o entrecruzamento com glutaraldeído e polialdeído dextrana para a enzima imobilizada por adsorção iônica e a redução com borohidreto de sódio (NaBH4) para a enzima imobilizada covalentemente. Para o melhor derivado de β-galactosidase foram estimados pH e temperatura de máxima atividade catalítica; estudados estabilidade térmica e operacional; efeito de inibição pela galactose e conversão de lactose. Na hidrólise da lactose, as melhores condições avaliadas foram a 45°C em tampão fosfato de potássio 100 mM pH 7,0 e adição de 2 mM MgCl2 e 0,1 mM MnCl2 (6786,5 U/mL de extrato) e na hidrólise do substrato sintético, o-NPG, a máxima atividade foi obtida em tampão fosfato de sódio 50 mM pH 7,0 com 2 mM MgCl2 a 25°C (4466,1 U/mL de extrato). A imobilização da enzima em gel glioxil-agarose não forneceu um derivado ativo, pois no pH de imobilização (10,05) a enzima sofreu inativação. Comportamento similar foi verificado para a enzima imobilizada em epóxi-quitosana-alginato. A adsorção iônica da enzima em MANAE-agarose forneceu derivados com elevada atividade catalítica e rendimento de imobilização da ordem de 100%. Porém, o entrecruzamento com polialdeído dextrana e glutaraldeído pós-imobilização reduziu drasticamente a atividade hidrolítica dos derivados provavelmente por distorção da estrutura ativa da enzima. Mesmo com o entrecruzamento, a estabilidade térmica destes derivados a 10°C apresentou um comportamento similar à enzima livre. Com o propósito de obter um derivado mais estável termicamente e com elevada atividade catalítica, foram avaliadas diferentes estratégias de imobilização covalente em quitosana coagulada por diferentes soluções e temperatura. O derivado que forneceu maior atividade catalítica foi obtido imobilizando a enzima em quitosana coagulada em solução 0,5 M de KOH a 50°C e ativado com glutaraldeído 0,8% (v/v), com atividade recuperada e rendimento de imobilização de 100%. A máxima concentração de enzima imobilizada neste suporte foi de 247,0 mg de proteína/g de gel. Após o carregamento de 25 mg/g de gel, limitação difusional foi verificada. A imobilização não alterou o pH e temperatura de máxima atividade hidrolítica da β-galactosidase. A enzima imobilizada em quitosana-glutaraldeído perdeu apenas 20% da atividade inicial após 90 dias incubada no tampão fosfato de potássio 20 mM pH 7,0 com íons bivalentes Mn2+ e Mg2+a 10°C, foi 3-5 vezes mais estável que a enzima solúvel nas temperaturas de 20 e 40°C, pH7,0. A estabilidade operacional (40ºC e pH7,0) realizada em 4 ciclos mostrou uma perda de 17% da atividade hidrolítica inicial ao final do quarto ciclo. Outro fato relevante foi o menor efeito de inibição da enzima imobilizada pela galactose em comparação à enzima solúvel, mesmo em altas concentrações (5 g/L). Na hidrólise de lactose a 40ºC e pH 7,0 foi verificada uma conversão de 70% da lactose para ambas as enzimas, solúvel e imobilizada. De acordo com os resultados obtidos, pôde-se verificar que a imobilização de β-galactosidase em quitosana ativada com glutaraldeído foi vantajosa, pois permite o desenvolvimento de processos contínuos de produção, simplifica a etapa de purificação do produto final e especificamente para fins alimentícios, reduz ou evita a contaminação do produto pelo biocatalisador.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2247.pdf: 1768937 bytes, checksum: 35a03faf05408aa59d908c77bf2a149a (MD5) Previous issue date: 2008-11-19 / The goal of this study was the monitoring of emissions by sources in Lower Furnace Production of Iron-alloy and Steam Generators of Industry Production of Alcohol. This tracking emission of pollutants was conducted after the equipment of Control Issue performed by Filters in a Bag House in the Iron-alloy Industries Washers and in a Scrubber in Alcohol Industries. The sampling of material was accomplished through Isokinetic Collector Sample using the Isokinetic Collector of Atmospheric Pollutants (CIPA) which allows the sampling of representative quantity of gas flow and retention this material in absolute Particulate filter. Sampling and analysis of gas was made at same time using an Electrochemical Gas Analyzer for determining the levels of carbon monoxide, carbon dioxide, oxides of nitrogen and oxygen present in the effluent gas. In the Iron-alloy Industry the effectiveness of the control of particulate matter inside of the Bag House was at safe levels and given the specifications of Environmental Quality. Other relevant factor to the maintenance of good level of control was the efficiency of the Gases Cooling System which allowed the safe working of the Bag House without fluctuations in temperature that could put at risk the constituent material of the fabric filters and also using a Program for Preventive Maintenance System for Control of the Emissions keeps it was in perfect conditions of operation and avoiding defects or failures in controllers environmental. In the Sugar and Alcohol Industry you can see the System Control that must meet the limits imposed by regional bodies through control of emissions standards and limits still needs of improvements to decrease emissions within the new concept of cleaner production. Finally it finds that the emissions are presented with the values of issuing measured within the limits allowed by the Environmental Bodies. Its systematic monitoring will allow the maintenance of results within the environmental parameters which one can achieve higher levels of environmental control through reventive measures and monitoring. / O objetivo deste trabalho foi realizar o monitoramento de emissões em fontes fixas, em Baixo Forno de Produção de Ferro-liga e Geradores de Vapor de Indústria de Produção de Álcool e Cana de Açúcar. Este monitoramento de emissões de poluentes foi realizado após os equipamentos de Controle de Emissão realizado por Filtros de Mangas (Bag House) nas Indústrias de Ferro-liga e por Lavadores de Gás nas Indústrias de Álcool. A amostragem de material particulado foi realizada através de coleta isocinética, utilizando um Coletor Isocinético de Poluentes Atmosféricos (CIPA), que permite a amostragem de volume representativo do fluxo gasoso e retenção do material particulado em filtro absoluto. A amostragem e análise de gás foi realizada simultaneanente a coleta isocinética, utilizando um Analizador Eletroquimico de gases para a determinação dos teores de Monóxido de Carbono, Dióxido de Carbono, Óxidos de Nitrogênio e Oxigênio presentes no efluente gasoso. Na Indústria de Ferro-liga constatou-se a eficácia do controle de material particulado em Filtro de Mangas, mantendo a emissão em níveis seguros e atendendo as especificações das Normas Ambientais. Outros fatores relevantes para a manutenção de bom nível de controle foram a eficiência do Sistema de Resfriamento dos Gases, que permite o trabalho seguro do Filtro de Mangas sem flutuações de temperatura que poderiam comprometer o material constituinte das mangas, e a existência de um Programa de Manutenção Preventiva do Sistema de Controle de Emissões que o mantém em perfeitas condições de funcionamento, evitando defeitos e falhas no controle das emissões. Na Indústria de Álcool e Açúcar pode-se observar que o Sistema de Controle de Emissão, com sistema de Lavadores de Gás, atendem aos limites impostos pelos Órgãos Controladores Regionais, através de Normas de Controle de Emissões que praticam valores de emissão ainda passíveis de melhorias para diminuir as emissões, dentro do conceito de Produção Mais Limpa. Finalmente, concluiu-se que os efluentes gasosos se apresentaram com valores de emissão medidos dentro dos limites permitidos pelo Órgao Ambiental. Seu monitoramento sistematizado permitiu a manutenção dos resultados dentro dos parâmetros ambientais estabelecidos, sendo possível atingir melhores níveis de controle ambiental através de medidas preventivas.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2461.pdf: 1735666 bytes, checksum: bb7a86c850bb86575ee7b600215d3172 (MD5) Previous issue date: 2009-04-22 / (sem resumo)

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2564.pdf: 1333168 bytes, checksum: 213ea9bc81b936a34a25200c96a96216 (MD5) Previous issue date: 2009-08-05 / Universidade Federal de Sao Carlos / The pneumatic conveyor using a spouted bed as a particle feeding method has been studied in the past years in the Centro de Secagem/DEQ/UFSCar. In the literature there are some studies related to the fluid dynamics behavior of this type of conveyor, which can be found in the following works: Ferreira (1991); Ferreira e Freire (1992); Ferreira (1996), Silva (1997) e Costa, (2001). The aim of this work is: (i) to analyze the fluid dynamics behavior through experimental data obtained for the gas-solid flow in the dense and dilute phase and also, to evaluate the influence of the distance between the inlet of the contactor and the entrance of the conveyor pipe (z0); (ii) to apply the model developed by Zorana et al. (2004) for predicting the pressure, voidage, gas and solids velocity profiles, and compare the simulated and experimental results; (iii) to analyze the influence of the inlet temperature in the fluid dynamics, heat transfer and water evaporation behaviors. In this work glass beads with dp = 2.7 mm and rp = 2500 kg/m3 were used as a particulate phase. In the drying experiments water was used as an ideal suspension. The average and the standard deviation of the experimental variables were acquired using a LYNX data acquisition system and a routine made in the LabView software. It was possible to verify that the different z0 (5.0, 5.5, 6.0 e 6.5 cm) studied here influenced significantly the fluid dynamic behavior. Also, the dense and dilute regimes were identified by analyzing the experimental pressure gradients. The model used in this work was able to predict the experimental data satisfactorily. Although a significant influence of the air inlet temperature in the fluid dynamics and heat transfer behaviors was not observed in the range (80 and 100 ºC) studied here, it does affect the water evaporation rate, which was higher for the highest temperature. / O transportador pneumático com alimentador tipo jorro vem sendo estudado ao longo dos anos no Centro de Secagem do DEQ/UFSCar. Dentro do contexto de informações sobre este tipo de transportador, existem na literatura estudos que tiveram como foco analisar seu comportamento fluidodinâmico, os quais podem ser encontrados nos trabalhos de Ferreira (1991); Ferreira e Freire (1992); Ferreira (1996); Silva (1997) e Costa (2001). O presente trabalho teve como objetivos: (i) analisar o comportamento fluidodinâmico a partir de um estudo experimental no escoamento gás-sólido nos regimes denso e diluído, avaliando a influência da distância entre a base do alimentador tipo jorro e a entrada do tubo de transporte, denominada de z0; (ii) realizar a verificação de um modelo encontrado na literatura, o modelo proposto por Zorana et al. (2004) para descrever os perfis de pressão, porosidade e velocidade dos sólidos no tubo de transporte, e (iii) analisar a influência da temperatura do ar de entrada no comportamento fluidodinâmico, térmico e na evaporação da água. Na realização deste trabalho foram utilizadas esferas de vidro como partículas inertes com densidade igual a 2500 kg/m3 e diâmetro médio de 2,7 mm. Para os ensaios de evaporação foi usada a água considerada como suspensão ideal . Os dados foram obtidos utilizando-se de um sistema de aquisição de dados da marca LYNX constituído por uma placa condicionadora de sinais e uma placa de aquisição de dados. Para a visualização das medidas foi utilizada uma rotina desenvolvida usando o software LabView, o qual forneceu a média e o desvio padrão dos dados de pressão e vazão mássica do ar de entrada. Analisando os dados obtidos de vazão de sólidos, da pressão estática e dos gradientes de pressão foi possível observar que o comportamento fluidodinâmico foi influenciado pelos diferentes z0 utilizados (5,0; 5,5; 6,0 e 6,5 cm). A análise dos dados de gradiente de pressão em função da velocidade superficial do ar permitiu identificar os regimes de escoamento denso e diluído. Os resultados simulados mostraram que o modelo foi capaz de predizer satisfatoriamente o comportamento fluidodinâmico para as condições de entrada utilizadas. Em relação à transferência de calor os resultados mostraram que para a faixa de temperatura do ar investigada a influência não é significativa, pois foram apresentados comportamentos fluidodinâmicos e térmicos semelhantes para ambas as temperaturas, 80 e 100ºC. No caso da evaporação da água foram observados maiores potenciais de evaporação para a maior temperatura do ar de entrada.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2412.pdf: 1550024 bytes, checksum: 15384b161460c64bc5b9da1faa447637 (MD5) Previous issue date: 2009-03-27 / Universidade Federal de Sao Carlos / The yeast Saccharomyces cerevisiae can be useful in several ways in bioprocesses. It is widely used in anaerobic processes for production of bioethanol at Brazilians plants. It is also of great importance as baker s yeast, where the product is the biomass. Moved by the industrial interest this work will aggregate knowledge in the improvement of techniques of control applied to bioprocesses, taking as a case study of aerobic yeast growth (process of obtaining biomass). This study developed a supervisory platform to perform the data acquisition and process control of a laboratory scale bioreactor. As case study experiments with Saccharomyces Cerevisiae were performed under aerobic conditions (looking for biomass obtainment). A fuzzy controller was developed and evaluated to control the input flow of supplemental medium (glucose) in bioreactor. The control variable was respiratory quotient (RQ). A sensor for the estimation of cell concentration in real time was evaluated and it shown to be effective for the application. It could provide information to the control algorithm. The experimental data obtained were used in the validation of a literature model. The result of simulation showed that the model satisfactorily described the studied process. / A levedura Saccharomyces cerevisiae encontra diversos empregos em bioprocessos. É amplamente empregada em processos anaeróbios para produção de bioetanol nas usinas brasileiras. Também encontra grande importância como levedura de panificação, onde o produto é a própria biomassa. Movido por esse interesse industrial o presente trabalho vem agregar conhecimento no aprimoramento de técnicas de controle aplicadas a bioprocessos tomando como estudo de caso o crescimento aeróbio desta levedura (processo de obtenção de biomassa). Por meio deste trabalho se desenvolveu uma plataforma de supervisão para realizar a aquisição de dados e controle de processo de um biorreator de bancada. Como estudo de caso empregou-se cultivos do microrganismo Saccharomyces cerevisiae em condições aeróbias (com vistas a obtenção de biomassa). Foi desenvolvido e avaliado um controlador fuzzy para controlar a vazão de alimentação de meio suplementar (glicose) ao biorreator tomando como variável de controle o quociente respiratório (RQ). O sensor para a estimativa da concentração celular em tempo real foi avaliado e mostrou-se eficaz para aplicação, podendo fornecer informações para o algoritmo de controle. Os dados experimentais obtidos foram empregados para validação de modelo da literatura. O resultado da simulação mostrou que o modelo descreveu satisfatoriamente o processo estudado.