Submitted by Automação e Estatística (sst@bczm.ufrn.br) on 2018-06-15T20:46:37Z No. of bitstreams: 1 AndreAndersonCostaPereira_TESE.pdf: 4302536 bytes, checksum: f45cc92c770f4ae012229827a544902c (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2018-06-18T21:13:48Z (GMT) No. of bitstreams: 1 AndreAndersonCostaPereira_TESE.pdf: 4302536 bytes, checksum: f45cc92c770f4ae012229827a544902c (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-18T21:13:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AndreAndersonCostaPereira_TESE.pdf: 4302536 bytes, checksum: f45cc92c770f4ae012229827a544902c (MD5) Previous issue date: 2018-02-08 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Partículas poliméricas formadas em escala nanométrica são de fundamental interesse atualmente, principalmente quando utilizadas como sistemas carreadores na liberação controlada de fármacos, cosméticos e nutracêuticos, bem como no recobrimento de matérias com propriedades magnéticas. O presente estudo tem como objetivo desenvolver um sistema para produção de partículas de poli (metacrilato de metila) (PMMA) e policaprolactona (PCL) a partir da atomização de solução polimérica em meio antisolvente. Neste sistema, soluções poliméricas em diferentes solventes são preparadas e atomizadas na forma de um spray. As gotículas geradas com a atomização entram em contato com um líquido antisolvente que provoca a precipitação e formação das partículas poliméricas. Neste trabalho, experimentos usando o sistema proposto foram realizados em diferentes condições operacionais e as partículas obtidas foram analisadas por espalhamento dinâmico de luz (Dynamic Light Scattering - DLS), microscopia eletrônica de transmissão (MET) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). Os resultados demonstraram que é possível obter partículas com características de nanoesferas/nanocápsulas e nanofibras com distribuição de tamanho na faixa de 50 a 5000 nm. Também foi possível observar que as variáveis do processo como a natureza do polímero, o tipo de solvente (acetona, acetato de etila, álcool etílico, álcool isopropílico e álcool propílico), a pressão da atomização (0,25 – 3 bar) e a temperatura do líquido antisolvente (10 – 40°C) afetam diretamente a morfologia e a distribuição de tamanho de partícula (DTP). Além disso, foi avaliado o potencial de encapsulamento do sistema proposto. Óleo de algodão e aluminato de ferro (espinélio inverso) foram utilizados como material a ser encapsulado. As partículas produzidas nesta avaliação foram analisadas por DLS, MET, microscopia eletrônica de varredura com emissão de campo (MEV-FEG), espectroscopia de infravermelho com transformada de fourier (Fourier Transform Infrared Spectroscopy - FTIR) e difração de raios X (DRX) para a verificação do encapsulamento. De acordo com estes resultados, constatou-se a formação de partículas carreadoras, com características de nanocápsulas e nanoesferas. Ou seja, o material encapsulado pode ser encontrado dentro da partícula polimérica ou aderido a superfície da mesma, respectivamente. / Polymeric particles formed on a nanometric scale are of fundamental interest today, especially when used as carrier systems in the controlled release of drugs, cosmetics and nutraceuticals, as well as in the coating of materials with magnetic properties. The present study aims to develop a system for the production of poly (methyl methacrylate) (PMMA) and polycaprolactone (PCL) particles from the atomization of polymer solution in antisolvent medium. In this system, polymer solutions in different solvents are prepared and atomized in the form of a spray. The droplets generated with the atomization come into contact with an antisolvent liquid which causes the precipitation and formation of the polymer particles. In this work, experiments using the proposed system were performed under different operating conditions and the particles obtained were analyzed by Dynamic Light Scattering (DLS), transmission electron microscopy (TEM) and scanning electron microscopy (SEM). The results demonstrated that it is possible to obtain particles with characteristics of nanospheres / nanocapsules and nanofibers with size distribution in the range of 50 to 5000 nm. It was also possible to observe that the process variables such as the nature of the polymer, type of solvent (acetone, ethyl acetate, ethyl alcohol, isopropyl alcohol and propyl alcohol), atomization pressure (0.25-3 bar) and antisolvent medium temperature (10-40°C) directly affect the morphology and particle size distribution (DTP). In addition, the potential of encapsulation of the proposed system was evaluated. Cotton oil and iron aluminate (inverse spinel) were used as the material to be encapsulated. The particles produced in this evaluation were analyzed by DLS, MET, field emission scanning electron microscopy (MEV-FEG), Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) and X-ray diffraction (XRD) for the encapsulation check. According to these results, it was verified the formation of carrier particles, with characteristics of nanocapsules and nanospheres. That is, the encapsulated material can be found within the polymer particle or adhered to the surface thereof, respectively.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:19:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SANTOS_Franciele_2013.pdf: 2522023 bytes, checksum: dd97c9c84ab6cbab651409656654ae86 (MD5) Previous issue date: 2013-05-20 / Financiadora de Estudos e Projetos / Poly(lactic acid) (PLA) films has been used in several different areas such as packaging and for innumerous medical uses. The modification of these films with the goal of providing new features, such as resistance to growth of fungi and bacteria, presents great potential of application. In this work was studied the formation of thin films produced by the self-assembly process known as layer-by-layer (LbL) of two polysaccharides, one cationic and one anionic, respectively, chitosan and carboxymethylcellulose (CMC) on PLA substrates. The films were firstly assembled on glass substrate and silicon in order to determine the optimal conditions of deposition. PLA films substrates were used without and with surface modification from ultraviolet light exposure. The purpose of the surface modification was to produce ionizable groups, such as carboxylates, on the film surface of the PLA film to improve the anchoring of the LbL film. It were produced films with 5, 10, 15 and 20 bilayers. The films were characterized by scanning electron microscopy, profilometry, infrared spectroscopy (FTIR), quartz microbalance and optical microscopy. The modification of PLA films was monitored by FTIR measurements and contact angle measurements. The uniformity of the LbL films was satisfactory, with increasing roughness of the order of 20 nm at each bilayer. It was observed a linear growth with bilayers increasing at a rate of approximately 80 nm of thickness per bilayer. The process of surface modification of films with UV light was effective, however it was found difficulty in controlling the process, which also causes the degradation of the film. The proposed process for the production of hybrid films PLA/LbL-chitosan/CMC proved to be very effective and promising for PLA functionalization. / Filmes de poli(ácido lático) (PLA) tem sido usado em diferentes áreas, como embalagens e inúmeras aplicações médicas. A modificação destes filmes, com o objetivo de agregar propriedades como resistência ao crescimento de fungos e bactérias, apresenta grande potencial de aplicação. Neste trabalho estudou-se a formação de filmes finos produzidos pelo processo de auto-organização conhecido como layer-by-layer (LbL), de dois polissacarídeos, um catiônico e um aniônico, respectivamente, quitosana e carboximetilcelulose (CMC) sobre substratos de PLA. Os filmes foram primeiramente montados em substrato de vidro e de silício, com o objetivo de determinar as condições ótimas de deposição. Filmes de PLA como substrato foram usados com e sem modificação de superfície pela exposição à luz ultravioleta. A proposta da modificação de superfície foi produzir grupos ionizáveis, tais como carboxilatos, na superfície do filme de PLA para melhorar a ancoragem do filme LbL. Foram produzidos filmes com 5, 10, 15 e 20 bicamadas de quitosana/CMC. Os filmes foram caracterizados por microscopia eletrônica de varredura (MEV), perfilometria, espectroscopia no infravermelho (FTIR), microbalança de quartzo e microscopia óptica. A modificação do PLA foi monitorada por medidas de FTIR e ângulo de contato. A uniformidade dos filmes LbL foi satisfatória, com aumento da rugosidade de aproximadamente 20 nm por bicamada. Foi observado um aumento linear de espessura com uma taxa de aproximadamente 80 nm de espessura por bicamada. O processo de modificação de superfície dos filmes com luz UV foi efetivo, entretanto foram encontradas dificuldades no controle do processo, que também causa degradação no filme. O processo proposto de produção de filmes híbridos PLA/LbL-quitosana/CMC mostrou-se muito efetivo e promissor para a funcionalização do PLA.

Submitted by Izabel Franco (izabel-franco@ufscar.br) on 2016-09-30T15:03:03Z No. of bitstreams: 1 TeseAFPC.pdf: 5674142 bytes, checksum: 2b09e53e30f296122440ae7374003979 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-04T18:08:39Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseAFPC.pdf: 5674142 bytes, checksum: 2b09e53e30f296122440ae7374003979 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-04T18:08:45Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseAFPC.pdf: 5674142 bytes, checksum: 2b09e53e30f296122440ae7374003979 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-04T18:08:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseAFPC.pdf: 5674142 bytes, checksum: 2b09e53e30f296122440ae7374003979 (MD5) Previous issue date: 2015-09-21 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / The control of pore geometry and pore diameter of silica mesoporous materials is necessary for application of these materials, mainly in industrial process that depends on the shape selectivity. This way, considerable efforts have been devoted to control pore structure of these materials. In this study it has been found the influence of cetyltrialkylammonium and alkyltripropylammonium (CnPr3Br, n = 14-22) surfactants in the formation and properties of mesoporous silicas and subsequently microporous silicas. Regarding the mesoporous silicas synthesized through cetyltrialkylammonium surfactants, it was observed that the silicas pore size increased and the structural ordering decreased as the head group of surfactants increased. In contrast, the increase of lkyltripropylammonium tail resulted in silicas with larger porous diameter and structural ordering. The mesoporous silica with the largest pore diameter (3,60 nm), synthesized with C22Pr3Br surfactant exhibited narrow pore-diameter distribution and a hexagonal organization characteristic of MCM-41 silica. The performance of alkyltripropylammonium surfactant as zeolitic structure directing agents was also investigated. The results showed the formation of a physical mixture between MFI and magadiite structures under different hydrothermal treatment temperatures. Only after addition of tetrapropylammonium cations to reaction mixture containing alkyltripropylammonium cations it was possible to obtain pure MFI structure. However, the presence of alkyltripropylammonium cations had strong influence on the crystals growth and consequently in the form of zeolite crystals obtained. / O controle da geometria e do diâmetro dos poros dos materiais mesoporosos à base de sílica faz-se necessário para a maior aplicabilidade destes materiais, principalmente em processos dependentes da seletividade de forma. Neste sentido, diversos estudos têm dedicado esforços para o maior controle da estrutura destes materiais. Neste estudo verificou-se a influência de surfactantes com diferentes tamanhos de cabeça hidrofílica (cetiltrialquilamônio) e diferentes comprimentos de cauda hidrofóbica (alquiltripropilamônio, CnPr3Br, n = 14-22) na formação e propriedades de sílicas mesoporosas e posteriormente, sílicas microporosas. Em relação às sílicas mesoporosas sintetizadas com os surfactantes cetiltrialquilamônio, observou-se com o aumento do tamanho da cabeça desses surfactantes, o aumento do diâmetro de poros das sílicas apesar da diminuição do ordenamento estrutural dessas. Em contrapartida, o aumento do comprimento da cauda dos surfactantes alquiltripropilamônio resultou em sílicas com maior diâmetro de poros e ordenação estrutural. A sílica com maior diâmetro de poros (3,60 nm), sintetizada com o surfactante C22Pr3Br, apresentou uma estreita distribuição de diâmetro de poros e uma organização hexagonal dos poros, característica da sílica MCM-41. A capacidade de atuação dos surfactantes alquiltripropilamônio como agentes direcionadores de estrutura zeolíticos também foi investigada. Os resultados mostraram a formação de uma mistura física entre as estruturas MFI e magadiita sob diferentes temperaturas de tratamento hidrotérmico. Somente após a adição dos cátions tetrapropilamônio à mistura reacional contendo os cátions alquiltripropilamônio foi possível a obtenção da zeólita com estrutura MFI pura. Entretanto, a presença dos cátions alquiltripropilamônio teve grande influência no crescimento dos cristais e consequentemente no formato dos cristais zeolíticos obtidos.

Submitted by Izabel Franco (izabel-franco@ufscar.br) on 2016-09-30T19:41:54Z No. of bitstreams: 1 TeseFMC.pdf: 10316673 bytes, checksum: f573f766bc0883a633c51238239a4856 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-10T14:35:02Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseFMC.pdf: 10316673 bytes, checksum: f573f766bc0883a633c51238239a4856 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-10T14:35:10Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseFMC.pdf: 10316673 bytes, checksum: f573f766bc0883a633c51238239a4856 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-10T14:35:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseFMC.pdf: 10316673 bytes, checksum: f573f766bc0883a633c51238239a4856 (MD5) Previous issue date: 2015-03-05 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / The second generation ethanol (2G) production from sugarcane bagasse is a promising strategy to increase ethanol production per hectare. The 2G ethanol production comprises the steps of biomass pretreatment, hydrolysis of lignocellulose polymers into simple sugars, fermentation and purification. Aiming to reduce 2G ethanol production costs, the development of more efficient bioprocesses for the production of cellulase with high specificity to lignocellulose hydrolysis is needed. Therefore, the goal of this work was finding the cultivation condition more favorable to the production of enzymatic cocktails with higher performance on sugarcane bagasse hydrolysis and 2G ethanol production. In order to achieve this, the implementation of strategies to improve the bioprocess for cellulase production by Aspergillus niger in a stirred tank bioreactor was carried out. The enzymatic production under a new fermentation method, referred to as sequential fermentation (FSeq), was compared to the conventional submerged fermentation method in both shake flasks and stirred tank bioreactor. Experiments were performed to evaluate the effect of the fermentation method, agitation speed, pH control, sugarcane bagasse pretreatment and particle size, and impeller type on enzyme production using sugarcane bagasse as substrate. The highest enzymes production in cultivations using Rushton turbine impeller were 1,599 and 4,212 IU.L-1 for endoglucanase and xylanase, respectively, in cultivations under the new FSeq method, using steam explosion pretreated sugarcane bagasse of particle sizes smaller than 0.5 mm, agitation speed of 700 rpm, aeration of 0,5 vvm and pH 5.0. Cultivations carried out using the Elephant ear up-pumping flow impeller allowed higher enzymes production of 2,712 and 5,837 IU.L-1 for endoglucanase and xylanase, respectively. Given the superior performance of FSeq method in comparison to the FSm method, the decision was made to evaluate the FSeq method in cultivations employing different Aspergillus sp strains and with different lignocellulosic substrates, such as wheat bran, soybean meal, and mixtures of wheat bran and sugarcane bagasse, in shake flasks cultivations. Besides the steam-explosion pretreatment of the sugarcane biomass, which had shown to be favorable to endoglucanase production, the liquid hot water pretreatment was also evaluated, which was found to be favorable to xylanase induction. The enzymatic cocktails produced were employed on sugarcane bagasse hydrolysis, combined with a commercial enzyme, and the extracts produced under the FSeq method resulted in a percentual hydrolysis gain about 10% higher than FSm cocktails. Moreover, the 2G ethanol production from sugarcane bagasse hydrolysates by FSeq cocktails were up to 7% more efficient than the ethanol production using FSm sugarcane bagasse hydrolysates. The results obtained here validate the new sequential fermentation method as a promising strategy for the production of enzymatic cocktails with higher enzymatic activities as well as with higher performance on sugarcane bagasse hydrolysis and 2G ethanol production in comparison to the FSm method. The findings concerning the effects of different operational variables and cultivation methods on (hemi)cellulolytic enzymes production in a stirred tank bioreactor will contribute to the development of three-phasic cultivation systems employing different types of lignocellulosic biomass in bioreactors. / A produção de etanol de segunda geração (2G) a partir do bagaço de cana-de-açúcar é uma estratégia promissora para aumentar a produção de etanol sem necessidade do aumento da área de plantio de cana. A produção do etanol 2G compreende as etapas de pré-tratamento do material lignocelulósico, hidrólise dos polímeros constituintes da lignocelulose à açúcares simples, fermentação alcoólica e purificação. Em busca da redução de custos no processo de produção de etanol 2G, há a demanda de desenvolvimento de bioprocessos mais eficientes para a produção de celulases e de coquetéis enzimáticos com maior atividade específica na hidrólise de materiais lignocelulósicos. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi realizar a seleção das condições de cultivo mais favoráveis à produção de complexos enzimáticos com altos títulos enzimáticos e melhor desempenho na hidrólise de bagaço de cana-de-açúcar para a produção de etanol 2G. Para tal, a implementação de estratégias de melhoria do bioprocesso de produção de celulases por Aspergillus niger em biorreator tipo tanque agitado foi realizada. A produção enzimática por um novo método de cultivo, denominado fermentação sequencial (FSeq), foi comparada com a do método de cultivo submerso convencional (FSm) em cultivos em frascos agitados e em biorreatores tipo tanque agitado e aerado. Cultivos foram realizados para avaliação do efeito do método de cultivo, frequência de agitação, controle de pH, prétratamento do bagaço de cana e de seu tamanho de partícula e do tipo de impelidor utilizado na produção enzimática utilizando bagaço de cana como substrato indutor. A maior produção enzimática foi de 1.599 e 4.212 UI.L-1 de endoglucanase e xilanase, respectivamente, obtida em cultivos conduzidos com impelidor turbina de Rushton pelo método FSeq, utilizando bagaço de cana pré-tratado por explosão a vapor de tamanho de partículas menores que 0,5 mm, frequência de agitação de 700 rpm, aeração de 0,5 vvm e pH fixo em 5,0. Cultivos empregando um impelidor tipo orelha de elefante com escoamento ascendente resultaram em produções enzimáticas ainda mais altas, de 2.712 e 5.837 UI.L-1 de endoglucanase e xilanase, respectivamente. Dados os resultados superiores obtidos em cultivos conduzidos pelo novo método FSeq, foi decidido avaliar o método de cultivo FSeq utilizando diferentes linhagens de Aspergillus sp e também em cultivos utilizando diferentes materiais lignocelulósicos como substrato indutor, como farelo de trigo, farelo de soja, e combinações entre farelo de trigo e bagaço de cana-de-açúcar, em frascos agitados. Além do método de pré-tratamento por explosão a vapor, o qual se mostrou vantajoso para a produção de endoglucanases, o prétratamento hidrotérmico também foi avaliado na produção enzimática pelo método FSeq, o qual se mostrou vantajoso para a indução de xilanases. Os coquetéis enzimáticos produzidos foram aplicados na hidrólise de bagaço de cana-de-açúcar, em combinação com um coquetel enzimático comercial, e um melhor desempenho de hidrólise foi obtido com os coquetéis produzidos pelo novo método de fermentação FSeq em comparação com os produzidos por FSm, representando ganhos percentuais de hidrólise de até 10%. Além disso, a produção de etanol 2G a partir de bagaço de cana-de-açúcar hidrolisado com coquetéis enzimáticos produzidos por FSeq resultou em eficiência até 7% maior do que a produção de etanol a partir do bagaço hidrolisado por coquetéis produzidos por FSm. Os resultados obtidos validam que o novo método de fermentação sequencial favorece a produção de coquetéis enzimáticos não somente com maiores atividades enzimáticas, mas também com melhor desempenho no processo de produção de etanol 2G a partir de bagaço de cana-de-açúcar. Os resultados relacionados aos efeitos das variáveis operacionais e do método de cultivo na produção enzimática devem contribuir para o desenvolvimento de sistemas de cultivos trifásicos empregando diferentes tipos de materiais lignocelulósicos em biorreatores.

Submitted by Livia Mello (liviacmello@yahoo.com.br) on 2016-10-03T14:35:17Z No. of bitstreams: 1 DissAB.pdf: 4200457 bytes, checksum: 7789cd2b6d970ee78f965e8893a53638 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-20T19:26:33Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissAB.pdf: 4200457 bytes, checksum: 7789cd2b6d970ee78f965e8893a53638 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-20T19:26:40Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissAB.pdf: 4200457 bytes, checksum: 7789cd2b6d970ee78f965e8893a53638 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-20T19:26:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissAB.pdf: 4200457 bytes, checksum: 7789cd2b6d970ee78f965e8893a53638 (MD5) Previous issue date: 2016-04-29 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / The effect of metal composition (Ni,Co) and the reactants composition (H2:H2O:Butanol) in the catalytic properties were studied for the Ni,Co/MgAl2O4 catalysts in the reaction of steam reforming of butanol (SRB) The catalysts have been prepared by wet impregnation with alcoholic solution of the Co and Ni nitrates on the support of the spinel MgAl 2O4 kind, prepared by the sol-gel method. The catalysts have been characterized by N2 physisorption, X-ray diffraction (XRD), temperatura programmed reduction (TPR), thermogravimetric analysis (TGA) and X-ray absorption near edge structure (H2-XANES). The catalytic tests had been realized in the 150-650°C temperature range, making testes with He flow and others with H2 flow (strongly reducing atmosphere), evaluating conversion, products distribution and H2 selectivity. The XRD reesults confirmed the formation of MgAl2O4 spinel structure and revealed some traces of NiO in the catalyst with 8% of Ni in mass. The TPR helped in the identification of the reducing temperatures of the catalysts. TPD revealed that the main route of butanol’s decomposition in the catalyst surface is the dehydration, producing butylene and etylene. The catalytic tests have indicated another main route, the oxidative dehydrogenation, forming butyraldehyde as the first relevant product of the reaction. The main difference between TPD and catalytic tests is that during the reaction, the presence of water keept the catalyst oxidized in low temperatures. By the XANES evaluation of the results, along with the comparison between TPD and catalytic tests, is suggested that butanol have the tendency to form butyraldehyde when there are more oxide concentration. The TGA revelead that wasn ́t formed significant quantity of the coke in the catalyst surface, probably due to the steam/carbon rate utilized in the catalytic tests. The catalysts had obtained equivalent performance related to H2 selectivty, having some small diferences related to the intermediate products of the reaction, and in the temperature which they were formed during the catalytc tests, as well. / O efeito da composição de metal (Ni,Co) e a composição dos reagentes (H2:H2O: Butanol) nas propriedades catalíticas foram estudados para os catalisadores Ni,Co/MgAl2O4 na reação de Reforma a Vapor do Butanol (RVB). Os catalisadores foram preparados por impregnação úmida com solução alcoólica dos nitratos de Co e Ni sobre o suporte do tipo espinélio MgAl2 O4, preparado pelo método sol-gel. Os catalisadores foram caracterizados por fisiossorção de N2 , difração de raios X (XRD), redução à temperatura programada (TPR), análise termogravimétrica (TGA) e espectroscopia de absorção de raios X próximo da borda (H2-XANES). Os testes catalíticos foram realizados na faixa de temperatura de 150 a 650°C, fazendo testes com fluxo de He e outros com fluxo de H 2 (superfície fortemente redutora), avaliando a conversão, distribuição de produtos e seletividade para H2. Os resultados de XRD confirmaram a formação da estrutura de espinélio MgAl2O4 e revelaram alguns traços de NiO no catalisador de 8% em massa de Ni. O TPR, por sua vez, ajudou na identificação das temperaturas de redução dos catalisadores. O TPD revelou que o principal caminho de decomposição do butanol na superfície do catalisador é a desidratação, produzindo butileno e etileno. Os testes catalíticos indicaram outro caminho principal, a desidrogenação oxidativa, formando butiraldeído como primeiro produto relevante da reação. A principal diferença entre o TPD e os testes catalíticos é que durante a reação, a presença de água mantém o catalisador oxidado em temperaturas mais baixas. Pela avaliação dos resultados de XANES, juntamente com a comparação do TPD e dos testes catalíticos sugere-se que o butanol tende a formar butiraldeído quando há maior concentração de óxidos. A TGA revelou que não foi formada quantidade significativa de coque na superfície do catalisador, muito devido à relação água/carbono utilizada nos testes catalíticos. Os catalisadores obtiveram desempenhos equivalentes em relação à seletividade à H2, possuindo diferenças em relação a alguns produtos intermediários da reação, bem como na temperatura em que eles foram formados no decorrer dos testes catalíticos.

Submitted by Izabel Franco (izabel-franco@ufscar.br) on 2016-10-25T17:46:20Z No. of bitstreams: 1 DissAIPS.pdf: 2934102 bytes, checksum: 51f85d77e523c0342ac85dd9bf0aa211 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-11-08T19:14:48Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissAIPS.pdf: 2934102 bytes, checksum: 51f85d77e523c0342ac85dd9bf0aa211 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-11-08T19:14:53Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissAIPS.pdf: 2934102 bytes, checksum: 51f85d77e523c0342ac85dd9bf0aa211 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-08T19:14:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissAIPS.pdf: 2934102 bytes, checksum: 51f85d77e523c0342ac85dd9bf0aa211 (MD5) Previous issue date: 2016-05-02 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / It is necessary knowing the characteristics of the filter media and how they influence the filtration process to improve the filter media. With this, the aim of this study was to characterize the filter media containing nanofibers. The characterization of the filter was made by testing in experimental unit and through images generated by scanning electron microscopy analysis (SEM), which were treated with the softwares Gimp 2 and Image-Pro Plus 7.0 and electronic spreadsheet. In the experimental unit were conducted efficiency and permeability tests of the filter media with filtration area of 5.3 cm2. The efficiency was determined by the Particle Analyzer for Electric Mobility with face velocity of 4.7 cm/s. The particles were generated from a NaCl solution of 5 g/l. It was obtained the efficiency 74% considering the whole range of particle diameter. The permeability was obtained by Darcy equation it was possible to find the permeability of 2.5 10-08 cm2. The quality factor was calculated with efficiency and pressure drop and was 22.0 kPa-1. The SEM images were analyzed by two microscopes. The images generated by SEM - Magellan were greater number of pixels than images generated by SEM – FEG, because of this the images generated by SEM - Magellan were more accurate. The diameter of the nanofibers was evaluated by two methods. The automated method was more agile than the manual. Furthermore, it was made the evaluation of distribution models for the histograms of fiber diameters in the lognormal model was the best fit. / Conhecer as características do meio filtrante e entender como elas influenciam no processo de filtração é essencial para aperfeiçoá-lo. Tendo isto em vista, o objetivo deste trabalho foi caracterizar o meio filtrante contendo nanofibras. A caracterização do filtro foi feita por meio de testes em unidade experimental e por meio de análises de imagens geradas por microscopia eletrônica de varredura (MEV), que foram tratadas com os softwares Gimp 2 e Image-Pro Plus 7.0 juntamente com software de planilhas eletrônica. Na unidade experimental foram realizados testes de eficiência de coleta e permeabilidade do meio filtrante, com área de filtração de 5,3 cm2. A eficiência de coleta foi determinada pelo Analisador de Partículas por Mobilidade Elétrica com velocidade de filtração foi mantida em 4,7 cm/s durante todo o experimento. As partículas foram geradas a partir de solução de 5 g/l de NaCl. Foi obtida eficiência de coleta de 74% considerando toda gama de diâmetro de partículas analisadas. A permeabilidade foi obtida medindo a queda de pressão para oito valores préestabelecidos de velocidade superficial do aerossol. A viscosidade do fluido foi considerada 1,7 10-7 Pa s. E através da Equação de Darcy foi possível encontrar a permeabilidade do meio filtrante de 2,5 10-08 cm2. Após a determinação da eficiência e queda de pressão a 4,7 cm/s foi calculado o fator de qualidade que foi de 22,0 kPa-1. Foram analisadas imagens geradas por dois microscópios de MEV. Foi possível perceber que as imagens geradas pelo microscópio MEV- Magellan possuem maior quantidade de pixels, logo os dados obtidos por estas imagens são mais precisos. O diâmetro das nanofibras foi avaliado por dois métodos. O método automatizado mostrou-se mais ágil que o manual. Além disso, foi feita a avaliação de modelos de distribuição para os histogramas de diâmetros de fibras, em que o modelo LogNormal foi o que melhor se ajustou.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:55:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseKBR.pdf: 7513836 bytes, checksum: 50d8fdf3167d96c8e61b387ff0b23cc7 (MD5) Previous issue date: 2006-06-19 / Universidade Federal de Sao Carlos / The particle retention inside a filter medium, after cleaning, significantly improves the initial pressure drop during the subsequent cycle, that is, the residual pressure drop. However, the way as these particles accommodate inside the filter isn t still very clear, as well as, its impact on filtering performance. This work aims to verify the spatial disposal of different particles inside filtration media with different properties, in order to study the penetration depth, after cleaning, as well as the particle size variations from the cake-filter interface to the filtration bulk. Moreover, the objective of this research was to verify the relation between particle penetration behavior and other filtration characteristics for each fabric tested, like the development of residual pressure drop, retained and removed mass after cleaning, and removal efficiency. Three different kinds of powder materials were used for the experiments, varying particle size, granulometric distribution and particle shape: fine phosphoric rock dust, with an average Stokes diameter of 3.71 µm, irregular shape and wide granulometric distribution, coarse phosphoric rock dust, with an average Stokes diameter of 14.67 µm, irregular shape and wide granulometric distribution and tapioca flour, with average Stokes diameter of 8.67 µm, almost spherical shaped, and narrow granulometric distribution. It was observed, despite of the filter media heterogeneity, a particle accumulation in the upward layers of the fabric, decreasing as a function of depth. However, the penetration depth, amount of particles and particle diameter didn t vary according to the number of cycles. It was verified that, the polypropylene fabric, which has low values of permeability and porosity, presented lower particle retention values after cleaning, higher residual pressure drop and shorter filtration cycles, what could be associated with a superficial penetration, according to the microscopy tests carried out. The comparison made between treated and untreated polyester needle felts showed a greater retained mass in the untreated fabric, what resulted in a longer filtration cycle during the beginning of the process, making no difference when fine rock or tapioca flour were used. However, the filtration performance was significantly prejudiced during the following cycles, with higher residual pressure drop and lower particle efficiency removal, what turned the fabric less suitable than the other ones. The results showed that the material presenting narrower granulometric distribution and almost spherical shaped had more xiv homogeneous and long filtration cycles, despite of the greater values of retained mass and depth of penetration, what suggests the better accommodation of particles in the filter cake. The increase in the coarse rock particle diameter resulted in a deeper penetration and a greater retained mass, but similar residual pressure drop, with longer filtration cycles, what meant that the cake formed by greater particles offered better filtration conditions and less specific cake resistance. However, the penetration was deeper for the coarse rock, being the penetration intensity similar for the two rock diameters tested. The increase of maximum pressure drop resulted in a greater retained mass and a greater residual pressure drop. However, nothing could be assured about the total amount of particles collected from each analyzed layer, because the average values in each layer were comparable in magnitude. For a higher maximum pressure drop, the penetration was deeper, as well as the specific resistance of the filter cake, resulted from a greater filtration pressure. / A presença de partículas no interior do meio filtrante, após a limpeza, colabora significativamente para o aumento da perda de carga do ciclo subseqüente. A forma como estas partículas se acomodam, no entanto, não é ainda claramente conhecida, assim como seu impacto no desempenho dos meios filtrantes. Desta forma, este trabalho se propõe a verificar a disposição de diferentes partículas em meios filtrantes com diferentes propriedades, a fim de estudar a profundidade de penetração no interior dos filtros, após a limpeza, bem como a variação granulométrica ao longo do interior dos mesmos. Além disso, faz parte do escopo deste trabalho verificar a relação deste comportamento com as demais características da filtração de cada tecido, como o desenvolvimento da perda de carga residual, massa removida e retida no filtro após a limpeza, e eficiência de remoção. Para os experimentos empregou-se três diferentes materiais pulverulentos, com diferentes tamanhos e diferentes distribuições granulométricas e formas diferentes: a rocha fosfática fina, com diâmetro médio de Stokes de 3,71 µm e ampla distribuição, a rocha fosfática grossa, com diâmetro médio de Stokes de 14,67 µm e ampla distribuição e o polvilho doce, com diâmetro médio de Stokes de 8,67 µm, forma quase esférica e distribuição estreita. Observou-se, apesar da heterogeneidade do meio filtrante, que houve um acúmulo de partículas nas camadas superiores do tecido, que diminuía com a profundidade. No entanto, não houve tendência da profundidade de penetração nem do número e diâmetro das partículas variarem com o número de ciclos. Verificou-se que, para o tecido de polipropileno, com menor permeabilidade e porosidade, houve menor retenção de partículas após a limpeza, mas perda de carga residual superior e ciclos de filtração mais curtos, o que pôde ser associado a uma menor profundidade de penetração, através das microscopias realizadas. A comparação dos tecidos de poliéster tratado e não tratado evidenciaram a maior massa retida no tecido sem tratamento, resultando em um maior ciclo de filtração nos ciclos iniciais, tanto para a rocha fina quanto para o polvilho. No entanto, o desempenho foi significativamente prejudicado nos ciclos seguintes, de modo a tornar o tecido menos indicado que os demais, com perdas de carga residuais superiores e menores eficiências de remoção de partículas. Notou-se que o material com distribuição granulométrica mais estreita e com formato quase esférico apresentou ciclos de filtração mais homogêneos e longos, apesar dos maiores valores de massa retida, e maior profundidade de penetração, o que sugere que a torta formada possuída melhor acomodação de partículas. O aumento do diâmetro de partículas da rocha grossa resultou em maior profundidade de penetração e maior massa retida, mas em perda de carga residual semelhante, sendo que o período de filtração foi mais longo, o que significou que a torta constituída por partículas maiores ofereceu melhores condições de filtração e menor resistência específica. No entanto, a profundidade de penetração foi maior para a rocha grossa, sendo a intensidade desta penetração semelhando para os dois diâmetros. O aumento da perda de carga máxima admitida resultou em uma maior massa retida e maior perda de carga residual. No entanto, nada se pode afirmar a respeito do número total de partículas coletado por camada analisada, sendo que o valor médio em cada camada foi bastante próximo. Para a maior perda de carga máxima a profundidade de penetração também foi maior, assim como a resistência específica da torta, resultado da maior pressão de filtração.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:55:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseGDM.pdf: 2176917 bytes, checksum: 3446f87aabe31cdddd7f0c7b035ac407 (MD5) Previous issue date: 2007-09-20 / Universidade Federal de Sao Carlos / As one of the most regularly traded-in medicines in the world, the acetylsalicylic acid has been scarcely researched when in solution. This study is aimed at determining the thermodynamic equilibrium parameters for thermodynamic models such as Margules, Van Laar, Wilson, NRTL, UNIFAC, Regular Solution Theory, and Nývlt for acetylsalicylic acid solutions in ethanol, acetone, propylene glycol, and isopropyl alcohol, in addition to comparing their solubility values with the expected from an ideal solution and with some solutions of solvent diluted in water to evaluate the effect of the water addition in the solvent Moreover, the study of the solubility parameters became to compose the sphere of solubility of the acetylsalicylic acid with some solvents adds the used ones to determine the solubility curves. We also do the study of the decomposition of the acetylsalicylic acid became during the procedure for the determination of its curves of solubility. Through adjustments it is possible to conclude that the Nývlt model presented the best correlation rate (0,999) for the adjustment of its parameters. Moreover, it was the best model to represent the experimental data with an average percent deviation of 1%. The NRTL model also presented good adjustment rates when compared with other experimental data. It is an interesting tool to predict the activity coefficient of the acetylsalicylic acid solutions for all the solvents under study. The UNIFAC model presented an inadequate prediction of activity coefficient values with average percent deviations of up to 70%. The solubility sphere was determined in satisfactory way, once the solubility parameters of acetylsalicylic acid is in compliance with the solvents parameters. The assays for the determination of the decomposition of the acetylsalicylic acid had demonstrated that it does not have significant degradation of acetylsalicylic acid throughout the experiments for ethanol, propylene glycol and isopropyl alcohol. / O ácido acetilsalicílico é um dos medicamentos mais vendidos no mundo e pouco foi realizado no sentido de caracterizar seu comportamento em solução. O presente trabalho visou contribuir no sentido de determinar as curvas de solubilidade e os parâmetros de equilíbrio termodinâmico dos modelos de Margules, Van Laar, Wilson, NRTL, UNIFAC, Teoria das Soluções Regulares e Nývlt para soluções de ácido acetilsalicílico em etanol, acetona, propilenoglicol e 2-propanol além de comparar seus valores de solubilidade com o que se esperaria de uma solução ideal e com algumas soluções de solventes diluídas em água para avaliar o efeito da adição de água no solvente. Além disso, fez-se o estudo dos parâmetros de solubilidade para compor a esfera de solubilidade do ácido acetilsalicílico com alguns solventes adicionais aos utilizados para determinar as curvas de solubilidade. Fez-se também o estudo da decomposição do ácido acetilsalicílico durante o procedimento para a determinação de suas curvas de solubilidade Através dos ajustes podemos concluir que o modelo de Nývlt apresentou tanto a melhor correlação (0,999) para o ajuste de seus parâmetros como também foi o modelo que melhor representou os dados experimentais com desvio percentual médio na ordem de 1%. O modelo NRTL também apresentou bons ajustes quando submetido à comparação com os dados experimentais e constitui ferramenta interessante na predição do coeficiente de atividade das soluções de ácido acetilsalicílico para todos os solventes estudados. O modelo UNIFAC apresentou uma previsão insatisfatória dos valores de coeficiente de atividade com desvios percentuais médios na ordem de até 70%. A esfera de solubilidade foi determinada de maneira satisfatória, estando os parâmetros de solubilidade do ácido acetilsalicílico em conformidade com os parâmetros dos demais solventes estudados. Os ensaios para a determinação da decomposição do ácido acetilsalicílico demonstraram que não há degradação significativa de ácido acetilsalicílico ao longo dos experimentos para o etanol, propilenoglicol e álcool isopropílico.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:55:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2034.pdf: 8108586 bytes, checksum: d4e20d9750cebd7ff8374a74f5005c00 (MD5) Previous issue date: 2008-08-29 / Clavulanic acid is a potent inhibitor of many β-lactamase enzymes producing bacteria, which attribute bacterial resistant against cephalosporins and penicillins. The combination of CA with amoxicillin is the most successful example, that clavulanic acid have the ability to enhance the effectives of β-lactam antibiotic, which was β-lactamase sensitive, allowing the use of amoxicillin in treatment of a lot of diseases. Clavulanic acid is obtained by a fermentation method from various microorganisms belonging to many Streptomyces strains such as Streptomyces clavuligerus. CA itself is an unstable hygroscopic oil which is not used for the preparation of pharmaceutical compounds, for this suitable salts are more appropriated. Among these compounds potassium clavulante is the most stable compound which is normally used for pharmaceutical preparations. In the present work a precipitation of potassium clavulanate starting from the clavulanic acid present in the fermentation broth (cultivated at DEQ-UFSCar) was proposed. Therefore were necessary preliminary studies such as the characterization, monitoramment, standardization of CA (Clavulin®) and improvement of the previously purification steps employed before precipitation step. The directly precipitation (R0) which occurred the reaction of CA with potassium 2-ethyl hexanoate resulting in the potassium clavulante and the precipitation with an intermediate step which occurred an previously reaction of CA with the t-octylamine (R1) allowing a formation of a amine salt of CA (stable intermediate) that afterward it was reacted with the potassium 2-ethyl hexanoate for the formation of potassium clavulanate (R2) were evaluated. The studied reactions were optimized through by response surface methodology (experimental design) in order to permit maximize the yield and to evaluate the stability of the potassium clavulanate precipitated. The results obtained were excellent and demonstrated that the reaction of precipitation employed is very appropriate to be used as the final stage of the process of AC purification from fermentation broth, allowing to obtain a raised yield of the potassium clavulanate associated to a high purity. / O ácido clavulânico (AC) é um potente inibidor de certas β-lactamases produzidas por bactérias resistentes às penicilinas e cefalosporinas. A combinação do AC com a amoxicilina é o exemplo de maior sucesso do uso de um antibiótico β-lactâmico sensível a β- lactamase juntamente com um inibidor desta enzima, permitindo assim que a amoxicilina continue sendo efetiva no tratamento de muitas doenças. É produzido via fermentação por linhagens do Streptomyces e dentre estas se encontra o Streptomyces clavuligerus. O ácido clavulânico é um óleo altamente instável e higroscópico, não sendo viável a sua utilização em medicamentos nessa forma, mas sim na sua forma de sal, mais especificamente a de clavulanato de potássio, na qual apresenta maior estabilidade. Assim no presente trabalho foi proposto a precipitação do clavulanato de potássio a partir do ácido clavulânico presente no caldo de fermentação, cultivado no DEQ-UFSCar. Para tanto foram necessários estudos preliminares como a caracterização, monitoramento e padronização do AC (Clavulin®) e também o melhoramento das etapas de purificação empregadas anteriormente a etapa da precipitação. Foram avaliadas a reação direta (R0), na qual ocorreu a precipitação do AC com o 2-etilexanoato de potássio, e a reação indireta, com a passagem por um intermediário estável, na qual ocorreu a precipitação do AC com a t-octilamina (R1), formando um sal de amina do AC (intermediário estável) que posteriormente foi reagido com o 2-etilexanoato de potássio para a formação de clavulanato de potássio (R2). As reações estudadas foram otimizadas através da análise por superfície de resposta (planejamento fatorial) de forma a maximizar o rendimento além de avaliar a estabilidade do clavulanato de potássio precipitado. Foram obtidos excelentes resultados que demonstraram que a reação de precipitação empregada é adequada para ser utilizada como a etapa final do processo de purificação do AC proveniente do caldo de fermentação, permitindo a obtenção do clavulanato de potássio com bom rendimento associado a uma pureza elevada.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:55:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2181.pdf: 4062359 bytes, checksum: 6f60349331835215c1247f1135042f57 (MD5) Previous issue date: 2008-12-12 / Universidade Federal de Minas Gerais / This thesis was aimed at studying novel basic catalysts based on molecular sieves containing alkylammonium cations. The studied molecular sieves were faujasite zeolites (FAU) and mesoporous silicate (like MCM-41). The following parameters were evaluated: (1) different alkylammonium cations, (2) different amount of alkylammonium cations and (3) application of these catalysts in base catalyzed reactions. The study and application of these novel basic catalysts was a completely unexplored field, however one expects that the outstanding properties of these materials, recently revealed, may drive their application in the production of chemical specialties. The novel catalysts were compared in of Knoevenagel and Claisen-Schmidt condensation reactions and in the addition reaction of propylene oxide with methanol. During the preparation of the FAU zeolite containing alkylammonium cations the exchange equilibrium was readily achieved, even when using the most voluminous cation (CH3)4N+. For spatial reasons none of the alkylammonium cations exchanged all sodium cations from FAU zeolite, since the ion exchange was restricted to the super cage. Additionally, all cations were verified to be located in ion exchange sites, therefore the basic character arises essentially from the oxygen anions belonging to the zeolite framework. The novel catalysts showed a superior activity in the reactions in comparison to the zeolite containing cesium. Cesium, in the cationic form Cs+ exchanged in zeolites or dispersed as Cs2O, is the most studied element in the literature to generate strong basic sites, however under high costs. On the other hand, alkylammonium cations are of low cost. The mesoporous molecular sieve [CTA+]-SiMCM-41 (CTA+ is the structure directing agent) was used as synthesized and showed much higher performance. In this catalyst, basic sites were identified as siloxy anions in association to CTA+ cations (≡SiO-CTA+). Nonetheless, as pores were still occluded by the structure directing agent reaction took place necessarily in the pore mouth. These novel results open new perspectives of application of these molecular sieves, highly basic and of low cost. / Esta tese teve como objetivo o estudo inédito de peneiras moleculares contendo cátions alquilamônio como catalisadores básicos. As peneiras moleculares estudadas foram zeólitas faujasita (FAU) e silicatos mesoporosos (do tipo MCM-41). Foram estudados os seguintes parâmetros: (1) diferentes cátions alquilamônio; (2) diferentes teores dos cátions e (3) aplicação desses catalisadores em reações de interesse na catálise básica. O estudo e aplicação dessas peneiras moleculares era um campo totalmente inexplorado, entretanto espera-se que as excelentes propriedades básicas desses materiais, recentemente descobertas, façam crescer suas aplicações para produção de insumos e produtos para a química fina. Os novos catalisadores foram comparados nas reações de condensação de Knoevenagel e Claisen-Schmidt e na reação de adição do óxido de propileno com o metanol. Na preparação da zeólita FAU contendo cátions metilamônio constatou-se que o equilíbrio de troca iônica é rapidamente atingido, mesmo empregando-se o cátion mais volumoso (CH3)4N+. Por razões estéricas nenhum dos cátions alquilamônio substituiu todos os íons sódio presentes na zeólita, sendo que a troca iônica esteve restrita à grande cavidade. Adicionalmente, foi verificado que todos os cátions se encontram em sítios de compensação e, portanto a basicidade se deve necessariamente aos ânions oxigênio da rede zeolítica. Os novos catalisadores apresentaram um desempenho bastante superior nas reações citadas acima em comparação com a zeólita faujasita contendo césio. O elemento césio, seja ele na forma catiônica Cs+ nas zeólitas ou como óxidos dispersos Cs2O, é o elemento mais estudado e explorado na literatura por criar sítios básicos fortes, entretanto o seu custo é muito elevado. Os cátions alquilamônio, por outro lado, são de baixo custo. Já a peneira molecular mesoporosa [CTA+]-SiMCM-41 (CTA+ é o cátion direcionador de estrutura cetiltrimetilamônio) foi empregada como sintetizada e apresentou rendimentos mais elevados que as zeólita FAU. Neste catalisador os sítios básicos foram identificados como sendo os ânions silóxi associados aos cátions CTA+ (≡SiO-CTA+). Como os poros da SiMCM-41 ainda estavam preenchidos pelo direcionador de estrutura a reação ocorreu necessariamente na boca dos poros. Estes resultados sem precedentes abrem novas perspectivas de aplicação dessas peneiras moleculares, altamente básicas e de baixo custo.