Made available in DSpace on 2017-07-10T17:59:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ricardo Sonsim de Oliveira.pdf: 1255492 bytes, checksum: 9d4c6fc9013ab5f74f3d545d9fbaf99b (MD5) Previous issue date: 2012-12-07 / One of the factors that cause concern to producers and retailers of biodiesel is the easy degradation of this compound, since it can have a lifetime of very small due to its low oxidation stability. Thus the present study aimed to test non-synthetic compounds as antioxidants in B100 biodiesel obtained from soybean oil. Specific objectives were to evaluate the oxidative stability of biodiesel B100 with different types of alcoholic extracts and substances in nature that could indicate possible potential antioxidation, including: Peppermint, Rosemary, Yerba Mate, and Candeia Sabura. Some of the substances were tested in nature and other alcoholic extractions were performed. The methodology used was called Rancimat equipment, a device which simulates the two main parameters that affect the oxidation stability of biodiesel, which is the action of high temperatures and the presence of oxygen, which has resulted in an induction period due the time in hours. Preliminary tests were performed at two concentrations 1000ppm (0.1%) and 5000 ppm (0.5%) in the search for an antioxidant compound, and after the tests in aditivações rancimat had significant results only extract Mint (3.9 h) Sabura and fresh (13.87 h). Compared to pure biodiesel (2.56 h) and mint extract Sabura 0.5% concentration had the greatest potential against oxidation, but only Sabura met the specifications of the technical standards of ANP over the induction period. After preliminary testing assays were performed with the oxidation of biodiesel Rancimat to evaluate the effect of antioxidant concentration of the Sabura (natural) from two different regions and the synthetic antioxidant TBHQ at five different concentrations (0.10%, 0.25%, 0.50%, 1.00% and 2.00%). effect of concentration for the natural antioxidant (Sabura) of the western and northwestern Paraná and synthetic (TBHQ) were similar, indicating a growth in the antioxidant potential to 5000ppm and the concentration from this amount the antioxidant capacity of these compounds were being lost starting to act as oxidation catalysts. There was the influence of the origin of the antioxidant potential Sabura where Sabura the Northwest of Paraná filed an induction period (13 64h) the best concentration measured since the Sabura the western Paraná showed an induction period of (7.38 h), both attended the norm of ANP. The survey results showed that the sample improved stability to oxidation at 110 ° C was obtained from the antioxidant Sabura the Northwest of Paraná (from the pollen collected by bees Jataí (Tetragonista angustula) with a concentration of 0.5% (5000ppm) (13.64 h). the worst case was the alcoholic extract mate with a concentration of 0.1% (1000ppm) (1.38 h). Thus, it is concluded that the Sabura can be considered an antioxidant second ANP, the official standard for determining the oxidative stability in accelerated test (EN 14112, 2003). / Um dos fatores que causam preocupação aos produtores e revendedores do biodiesel é a fácil degradação desse composto, uma vez que pode ter um tempo de vida útil muito pequeno, devido sua baixa estabilidade à oxidação. Dessa forma a presente pesquisa teve como objetivo geral testar compostos não sintéticos como antioxidantes no biodiesel B100, obtido a partir do óleo da soja. Como objetivo específico a avaliação da estabilidade oxidativa do biodiesel B100 com diversos tipos de extratos alcoólicos e substâncias in natura que pudessem apresentar possíveis potenciais de antioxidação, dentre elas: Hortelã, Alecrim, Erva Mate, Candeia e o Saburá. Algumas das substâncias foram testadas in natura e outras foram realizadas extrações alcoólicas. A metodologia utilizada foi a do equipamento denominado Rancimat, equipamento este que simula os dois principais parâmetros que afetam a estabilidade a oxidação do biodiesel, que são a ação das temperaturas elevadas e a presença de oxigênio, o que apresenta como resultado um período de indução em função do tempo em horas. Testes preliminares foram realizados em duas concentrações 1000ppm (0,1%) e 5000ppm (0,5%) na busca por um composto antioxidante, após as aditivações e testes no rancimat, tiveram resultados significativos somente o extrato de Hortelã (3,90h) e o Saburá in natura (13,87h). Comparados ao biodiesel puro (2,56h) o extrato de Hortelã e o Saburá a 5000ppm (0,5%) de concentração tiveram os maiores potenciais contra a oxidação, mas somente o Saburá atendeu as especificações das normas técnicas da ANP em relação ao período de indução. Após os testes preliminares foram realizados ensaios de oxidação do biodiesel com o Rancimat para avaliar o efeito da concentração dos antioxidantes do Saburá (natural) de duas diferentes regiões e o antioxidante sintético TBHQ em cinco concentrações diferentes (0,10%,0,25%,0,50%,1,00% e 2,00%).O efeito da concentração para o antioxidante natural (Saburá) da região Oeste e Noroeste do Paraná e o antioxidante sintético (TBHQ) foram semelhantes, ocorrendo um crescimento no potencial antioxidante até 5000ppm, com o aumento da concentração a partir desta quantidade a capacidade antioxidante destes compostos foram se perdendo passando a atuar como catalisadores na oxidação. Verificou-se a influência da procedência do Saburá no potencial antioxidante onde o Saburá da região Noroeste do Paraná apresentou um período de indução de (13,87h) na melhor concentração mensurada, já o Saburá da região Oeste do Paraná apresentou um período de indução de (7,38h), ambos atenderam a norma da ANP. Os resultados da pesquisa demonstraram que a amostra de melhor estabilidade a oxidação a 110ºC foi obtida a partir do antioxidante Saburá da região Noroeste do Paraná (proveniente do pólen coletado pelas abelhas Jataí (Tetragonista angustula) com uma concentração de 0,5% (5000ppm) (13,87h). O pior caso foi a do extrato alcoólico de erva mate com uma concentração de 0,1% (1000ppm) (1,38h). Dessa forma, conclui-se que o Saburá pode ser considerado um antioxidante segundo ANP, pela norma oficial de determinação da estabilidade oxidativa em teste acelerado (EN 14112, 2003).

FAPEMIG - Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Petrobrás - Petróleo Brasileiro S.A / Os fluidos de perfuração são substâncias injetadas no poço cuja principal função é trazer à superfície os cascalhos de rocha produzidos durante a perfuração. A separação e a reutilização do fluido de perfuração são de suma importância para que se atenda às exigências da legislação ambiental em relação ao descarte de resíduos. Além disso, é imprescindível a recuperação do fluido utilizado por questões de redução de custos da etapa de perfuração. O objetivo do presente estudo foi desenvolver um modelo matemático para a separação entre cascalho e fluido de perfuração por peneiras vibratórias com base nos princípios da dinâmica newtoniana e da lei de conservação de massa. Para tanto a tela da peneira foi considerada um leito empacotado de espessura muito fina e com inclinação ascendente. Correlações para a queda de pressão foram analisadas e uma nova correlação foi proposta com base em metodologias indicadas na literatura. O comportamento do fluido foi avaliado para a variação nos seguintes parâmetros: viscosidade plástica, tensão limite de escoamento, coeficiente de escoamento, inclinação da tela e força-g. O modelo não se mostrou sensível a variações na tensão limite de escoamento do fluido. Os demais parâmetros mostraram significativa influência sobre o comprimento de tela molhada. Os resultados obtidos estão de acordo com o relatado pela literatura e mostram que o modelo desenvolvido é adequado para a descrição do processo de peneiramento vibratório. / Drilling fluids are substances injected into the well whose main function is to suspend drilled solids, remove them from the well bore and release them at the surface. Separation and reuse of drilling fluids is of great importance to fulfill the requirements of environmental legislation regarding waste disposal. In addition, it is essential to recover the drilling fluid in order to reduce costs of the drilling process. The objective of the present study was to develop a mathematical model based on the principles of Newtonian dynamics and the law of mass conservation for the process of removal of drilled cuttings from drilling fluid using vibrating screens. For this purpose, the sieve screen was considered to be a very thin packed bed and tilted upward. Pressure drop correlations were analyzed and a new correlation was proposed based on methodologies indicated in the literature. The behavior of the fluid was evaluated for the variation in the following parameters: plastic viscosity, yield stress, flow coefficient, tilt of the screen and g factor. The model was not sensitive to variations in the yield stress of the fluid while other parameters showed a significant influence on wet screen length. Obtained results are in agreement with the reported ones in the literature and show that the developed model is suitable for the description of the process of vibrating screening. / Dissertação (Mestrado)

Bacillus thuringiensis subsp. israelensis é uma bactéria gram positiva, amplamente utilizada no controle de insetos Diptera, família Culicidae, tais como Aedes aegypti e Culex quinquefasciatus. O sequenciamento de genomas completos de estirpes de B. thuringiensis tem permitido a identificação e caracterização de proteínas inseticidas, assim como a realização de estudos de genômica comparativa, permitindo evidenciar diferenças funcionais e filogenéticas. Neste contexto, o presente estudo teve como objetivo realizar análises genômicas de quatro isolados de B. thuringiensis subsp. israelensis que apresentam diferentes toxicidades para larvas de A. aegypti e C. quinquefasciatus. O sequenciamento dos genomas dos isolados T0124, T0131, T0137 e T0139 foi realizado a partir da plataforma MiSeq-Ilumina, e a montagem e anotação foram feitas utilizando ferramentas do programa de bioinformática Geneious. As análises resultaram em cromossomos com tamanhos aproximados de 5.414 Kb, conteúdo G+C de 35,2% e 5.358 regiões codificantes. Com relação ao conteúdo extracromossomal, foram montados três plasmídeos menores de 5,4; 6,8 e 7,6 Kb, e três plasmídeos maiores de 127, 235 e 359 Kb para todos os isolados, e estes foram enumerados de 1 a 6. A anotação revelou que apenas os plasmídeos de número 4, que correspondem ao pBtoxis, possuem proteínas inseticidas, sendo elas Cry4Aa, Cry4Ba, Cry11Aa, Cry10Aa, Cyt1Aa, Cyt2Ba e Cyt1Ca. A análise comparativa entre os genomas demonstra que os cromossomos T0124, T0131, T0137 e T0139 apresentam sequências colineares e com 99% de identidade, e seus respectivos plasmídeos 1, 2, 3, 4, 5 e 6 compartilham todas as suas regiões codificantes, incluindo aquelas relacionadas a δ-endotoxinas. A comparação de sequências de enterotoxinas, metaloproteases e fosfolipases demonstra que estes também são conservados entre os genomas. Na análise filogenética, os cromossomos T0124, T0131, T0137 eT0139 agruparam-se juntamente com os genomas dos isolados AM65-52 e HD-789 disponíveis no GenBank, sugerindo uma estreita relação genética entre estirpes de B. thuringiensis subsp. israelensis. Os isolados T0124, T0131, T0137 e T0139 apresentam diferentes concentrações letais para larvas de A. aegypti e C. quinquefasciatus, e a adição de dados proteômicos aos dados genômicos, aqui obtidos, poderão auxiliar na compreensão destas diferenças de toxicidade. Contudo as análises comparativas entre os genomas dos isolados T0124, T0131, T0137 e T0139 mostram alto grau de conservação genética a nível de nucleotídeos de B. thuringiensis subsp. israelensis. / Bacillus thuringiensis subsp. israelensis is a gram-positive bacterium widely used to control insects of the order Diptera, such as Aedes aegypti (Diptera: Culicidae) and Culex quinquefasciatus (Diptera: Culicidae). The sequencing of complete genomes of B. thuringiensis strains has allowed the identification and characterization of insecticidal proteins, as well as the comparative genomic studies, allowing the identification of functional and phylogenetic differences. In this context, the present study aimed to perform genomic analysis of four isolates of B. thuringiensis subsp. israelensis having different toxicities for larvae of A. aegypti and C. quinquefasciatus larvae. Sequencing of genomes of the isolates T0124, T0131, T0137 and T0139 was performed from the MiSeq-Ilumina platform, and assembly and annotation were done using tools from the Geneious bioinformatics program. The analyzes resulted in chromosomes with approximate sizes of 5,414 Kb, G + C content of 35.2% and 5,358 coding regions. Regarding extrachromosomal content, three smaller plasmids of 5.4, 6.8 and 7.6 Kb, and three larger plasmids of 127, 235 and 359 Kb were assembled for all the isolates, and these were enumerated from 1 to 6. The annotation revealed that only the plasmids of number 4, corresponding to pBtoxis, possess insecticidal proteins, being Cry4Aa, Cry4Ba, Cry11Aa, Cry10Aa, Cyt1Aa, Cyt2Ba and Cyt1Ca. Comparative analysis between the genomes demonstrates that chromosomes T0124, T0131, T0137 and T0139 have collinear sequences and 99% identity, and their respective plasmids 1, 2, 3, 4, 5 and 6 share all of their coding regions, including those related to δ-endotoxins. Comparison of enterotoxin, metalloprotease and phospholipase sequences shows that these are conserved among the genomes. In the phylogenetic analysis, chromosomes T0124, T0131, T0137 and T0139 were grouped together with the genomes of the isolates AM65-52 and HD-789 available in GenBank, suggesting a close genetic relation between strains of B. thuringiensis subsp. israelensis. The isolates T0124, T0131, T0137 and T0139 present different lethal concentrations to larvae of A. aegypti and C. quinquefasciatus, and the addition of proteomic data to the genomic data obtained here may help to understand these differences in toxicity. However, the comparative analyzes between the genomes of isolates T0124, T0131, T0137 and T0139 show a high degree of genetic conservation at the nucleotide level of B. thuringiensis subsp. israelensis.

Os cereais matinais são produtos extrusados de alto teor de proteína, carboidratos e fibras, que são consumidos com leite. A modelagem matemática é essencial para predizer e simular o comportamento dos materiais submetidos à hidratação, com o intuito de descobrir as melhores condições de temperatura e de tempo de hidratação do processo. Esse trabalho teve como objetivo modelar e otimizar o processo de hidratação de cereal matinal com leite, visando encontrar as variáveis ideais de tempo e temperatura de hidratação, bem como a proporção de leite e cereal para obtenção de um produto pronto para o consumo, além de utilizar dois modelos matemáticos e rede neural artificial para simular a cinética de absorção de leite. A hidratação foi conduzida em 3 proporções de cereal/leite e 3 temperaturas de imersão durante duas horas, com cereal de milho (sem açúcar) e leite UHT integral. Os tratamentos utilizados na hidratação (proporção, temperatura e tempo) causaram efeito significativo (p < 0.05) em todas as propriedades físico-químicas do cereal matinal hidratado com leite. Dos modelos matemáticos, o modelo de Peleg foi o que melhor descreveu a cinética de absorção de leite no cereal nas temperaturas e proporções investigadas, e obteve bons ajustes aos dados experimentais. A aplicação da rede neural artificial representou de forma satisfatória a cinética de absorção do leite. / Breakfast cereals are extruded products with a high content of protein, carbohydrates and fibers, which are consumed with milk. The mathematical modeling is essential to predict and simulate the behavior of the materials submitted to hydration, in order to discover the best conditions of temperature and hydration time in the process. The objective of this work was to model and optimize the process of breakfast cereal hydration with milk, aiming to find the ideal variables of time and temperature of hydration, as well as the proportion of milk and cereal to obtain a product ready for consumption, besides using two mathematical models and Artificial Neural Network to simulate the kinetics of milk absorption. Hydration was conducted in 3 cereal/milk proportions and 3 immersion temperatures for two hours, with corn cereal (without sugar) and integral UHT milk. The treatments used in hydration (proportion, temperature and time) had a significant effect (p <0.05) on all physical-chemical properties of breakfast cereal hydrated with milk. About mathematical models, the Peleg’s model best described the kinetics of milk absorption in the cereal at the temperatures and proportions investigated, and obtained good adjustments to the experimental data. The application of Artificial Neural Network satisfactorily represented the kinetics of milk absorption.

As plantas para fins medicinais são amplamente utilizadas no Brasil, porém existem poucos estudos que comprovam a eficácia como também a segurança do uso. Piper aduncum usada por muitas comunidades como planta medicinal para tratar e curar diferentes doenças, dentre estas, desordens gastrointestinais. O objetivo deste estudo foi avaliar o potencial antimicrobiano e toxicológico do extrato bruto aquoso das folhas Piper aduncum e aproximar os efeitos em testes laboratoriais aos possíveis efeitos observados no consumo das infusões. Folhas saudáveis de Piper aduncum foram utilizadas para preparar os extratos brutos aquosos em três concentrações (20 g/L, 10 g/L e 5 g/L). Foram realizados testes de ágar difusão em poço contra as bactérias enteropatogênicas Sthaphylococcus aureus ATCC 25923, Escherichia coli ATCC 25922, Salmonella typhimurium ATCC 1402 e Shigella flexneri ATCC 12022. Testes de fragilidade osmótica eritrocitária humana e o teste citotóxico da avaliação do crescimento da raiz de Allium cepa foram realizados para avaliar a toxicidade dos extratos. A triagem fitoquímica foi realizada para determinar os compostos presentes nas infusões. Os resultados obtidos demonstraram que as infusões de P. aduncum não apresentaram efeitos antimicrobianos e não tiveram efeitos tóxicos sobre células sanguíneas, mas apresentaram potencial tóxico no desenvolvimento celular. / Plants for medicinal purposes are widely used in Brazil, but there are few studies that demonstrate the efficacy and the safety use. Piper aduncum is used for many communities as medicinal plant to treat and cure different diseases, including gastrointestinal disorders. The aim of this study was to evaluate the anti-microbial and toxic potential of aqueous crude extract from leaves of Piper aduncum, and approximate the effect in laboratory tests to what is possibly observed with the tea use. Healthy leaves of Piper aduncum were used to prepare the aqueous crude extract in three concentrations (20g/L, 10g/L and 5g/L). The antimicrobial activity was evaluated by the agar wells diffusion against entropathogenic bacteria Sthaphylococcus aureus ATCC 25923, Escherichia coli ATCC 25922, Salmonella typhimurium ATCC 1402 e Shigella flexneri ATCC 12022. Human erythrocyte osmotic fragility and cytotoxic evaluation of Allium cepa roots growth were performed to evaluate the toxicity of the extracts. The phytochemical screening determined the present compound in infusions. The obtained results showed that P. aduncum infusions has no effect as antimicrobial, and it did not have any toxic effect against blood cells, but potential toxic effect on cell development.

Penicillium roqueforti é um fungo deteriorante que ocasiona perdas principalmente em queijo parmesão, devido alterações no sabor e na cor do produto final. O controle biológico com leveduras do gênero Saccharomyces tem capacidade antifúngica e algumas têm efeito probiótico. Desta forma, o objetivo do presente trabalho foi utilizar leveduras como biocontrole do fungo P. roqueforti em queijo parmesão. Inicialmente, realizou análises in vitro para verificar a capacidade das leveduras S. cerevisiae UFT 5962, UFT 5992, UFT 5976, YEF 186 e S. boulardii em reduzir a quantidade de esporos produzidos por P. roqueforti e como também investigar o potencial de substâncias GRAS (bicarbonato de sódio, carbonato de sódio, carbonato de cálcio, cloreto de cálcio nas concentrações 1, 3 e 5% e cloreto de potássio nas concentrações 0,1; 0,5 e 1%) na inibição deste fungo. Foi realizada a segunda etapa do experimento através de testes em queijos parmesão utilizando o controle biológico clássico aplicando as leveduras e o controle biológico integrado onde utilizou a substância GRAS selecionada associado às leveduras antagonistas. Os resultados foram calculados pela área de contaminação e realizado o tratamento estatístico com teste Scott-Knott. Além disso, foi averiguado o tempo de permanência das leveduras na superfície dos queijos parmesão, através da inoculação e re-isolamento das leveduras no queijo. Nos resultados in vitro a S. cerevisiae UFT 5992 reduziu 92% dos esporos no 7o dia, e não foi observado modificações nas estruturas dos esporos. Das cinco substâncias GRAS testadas o bicarbonato de sódio a 1% obteve 100% de inibição do crescimento fúngico, e as leveduras antagonistas (S. boulardii e S. cerevisiae UFT 5992) sobreviveram por 60 dias nesta solução. Os resultados obtidos dos ensaios de controle biológico clássico constataram que a levedura S. cerevisiae YEF 186, reduziu em 17,5% o crescimento do P.roqueforti comparado com o controle no 13º dias. No controle integrado (S. cerevisiae UFT 5992+ BS), a redução fúngica foi de 18%. Nos dois processos, as leveduras sobreviveram por 50 dias demostrando uma boa adaptação das leveduras em queijo parmesão e podendo agregar valor probiótico ao produto final, estendendo sua vida de prateleira por tempo considerado. / Penicillium roquefortiis a filamentous fungus that can to produce loses, mainly in parmesan cheese, due the alterations on organoleptic characteristics. The biological control, using yeasts from Saccharomycesgenus can to control this pathogen and some species from this genus are considered probiotic. In this way, the objective of this work was to use yeasts to control P. roqueforti in parmesan cheese. Initially, were performed in vitro assays to verify the S. cerevisiae, strains UFT 5962, UFT 5992, UFT 5976, YEF 186 and S. boulardii capacity in to reduce the spore production by P. Roqueforti. At the same time, were verified the activities of some GRAS substances (sodium bicarbonate, calcium carbonate and calcium chloride at 1, 3, and 5 % and potassium chloride at 0.1, 0.5, and 1 %) over this pathogen. After this, were realized a classical biological control (using only the yeasts to control the pathogen) and integrated biological control (using yeast plus the selected GRAS substances) assays in the cheese. The results were obtained measuring the growing area of pathogen and the values were analyzed by Scott-Knott test. The time of endurance of the yeasts in the parmesan surface was obtained by re-isolation of the yeasts inoculated on cheese surface. S. cerevisiae UFT 5992 reduced 92 % of spore production after 7 days, but were not observed morphological alterations in the spores. Sodium bicarbonate at 1 % reduced totally the pathogen growth, and the antagonistic yeasts (S. boulardii e S. cerevisiae UFT 5992) keep alive in sodium bicarbonate (1 %) by 60 days. In the classical biological control, S. cerevisiae YEF 186, reduced the pathogen growth in 17.5 %after 13 days. The integrated control (S. cerevisiae UFT 5992+ BS) reduced the pathogen in 18 %.In both process, the yeasts keep alive by 50 days in parmesan surface, showing a good possibility of their use as probiotic and increasing the shelf life of this product.

As microalgas são organismos unicelulares fotossintéticos que possuem estrutura celular eucariótica e podem apresentar-se em formas coloniais ou livres. Estes organismos vem sendo amplamente estudados para aplicação em biorremediação e em biorrefinarias. Seu potencial biotecnológico destaca-se na produção de biocombustíveis e bioprodutos, por apresentarem características como alta taxa de crescimento e alta capacidade de armazenamento de substâncias de reserva, como lipídios e amido. Coleções de recursos genéticos e programas de melhoramento, tem como pré-requisito a identificação e manutenção dos organismos em um estado metabólico inativo. Desta forma, dois marcadores moleculares, o gene cloroplastídeo rbcL e a região ITS2 do DNA ribossômico nuclear, foram utilizados como barcodes de DNA para identificação das cepas microalgais coletadas de águas continentais brasileiras, depositadas na Coleção de Microrganismos e Microalgas Aplicados à Agroenergia e Biorrefinarias da Embrapa. Para a manutenção dos recursos genéticos desta coleção em um estado metabólico inativo, aplicou-se o método de criopreservação aliado a estratégia de resfriamento lento, utilizando os compostos químicos metanol e dimetilsulfóxido (DMSO) como agentes crioprotetores. A região ITS2 pode ser amplificada e sequenciada com sucesso em 48 (94%) das amostras utilizando um par de primers universais disponíveis na literatura. Por outro lado, novos pares de primers tiveram que ser desenhados para o gene rbcL, o que possibilitou o sequenciamento de 49 (96%) das amostras. Uma diversidade média de nucleotídeos próxima foi observada entre as sequências de ITS2 (0.472) e rbcL (0.461), o que sugere um similar poder de discriminação de espécies. Porém, os resultados indicam que o ITS2 deve ser utilizado como marcador primário, e o rbcL como marcador auxiliar para a identificação de microalgas verdes. Os testes de criopreservação demonstraram que é possível empregar este método para manutenção de microalgas continentais brasileiras em estado metabólico inativo, utilizando DMSO em concentração de 10% como agente crioprotetor. / Microalgae are photosynthetic unicellular organisms that have eukaryotic cell structure and occur in colonial or free forms. These organisms have been widely studied in the application of bioremediation and in biorefineries. Their biotechnological potential stands out in the production of biofuels and bioproducts, because they have features like high growth rate and high storage capacity of reserve substances, such as lipids and starch. Collections of genetic resources and breeding programs have as a prerequisite the identification and the maintenance of the organisms in an inactive metabolic state. Thus, two molecular markers, the chloroplastid gene rbcL and the ITS2 region of the nuclear ribosomal DNA were used as DNA barcodes for identification of microalgal strains collected from Brazilian continental waters, deposited in Embrapa’s Collection of Microorganisms and Microalgae Applied to Agroenergy and Biorefineries. For the genetic resources maintenance in an inactive metabolic state, it was applied the cryopreservation method combined with a slow cooling strategy, using the chemical compounds methanol and dimethyl sulfoxide (DMSO) as cryoprotectans agents. The ITS2 region could be amplified and sequenced successfully in 48 (94%) of the samples using a pair of universal primers available in the literature. On the other hand, new sets of primers had to be designed for the rbcL gene, which allowed the sequencing of 49 (96%) of the samples. Similar levels of nucleotide diversity were observed among the ITS2 (0.472) and rbcL (0.461) sequences, suggesting a similar potential for taxa discrimination. However, the results indicates that the ITS2 should be used as a primary marker, and rbcL as an auxiliary marker for the identification of green microalgae. Cryopreservation tests showed that it is possible to use this method for maintaining Brazilian continental microalgae in an inactive metabolic state using DMSO in 10% concentration as a cryoprotectant agent.

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Among the characteristics we can highlight the low permeability (order of nanodarcys) and the multiple levels of porosity related to the multiple scales involved. In the present work the multiscale modeling of the gas flow is built with the formal homogenization procedure. The geological formation is characterized by four distinct length scales. The finest one, the nanoscopic, is related to the nanopores in the organic matter (kerogen) where gas is adsorbed. In order to accurately describe the gas adsorption in kerogen we pursue in the context of the Thermodynamics of Inhomogeneous Fluids. More precisely, the isotherms that describe the gas adsorption in nanopores are built based on the Density Functional Theory (DFT). The upscaling to the microscale is reached through the homogenization procedure. The window of observation related to this scale is composed of kerogen aggregates and inorganic matter (clay, quartz, calcite). Such phases are separated by the network of interparticle pores exibting characteristic length between 10^{-4} and 10^{-9} meters. The micropores are partially-saturated, filled with a free gas phase in thermodynamic equilibrium with the dissolved gas in the aqueous phase. The model considers immobile water phase with the equation of fickian diffusion of the dissolved gas coupled to the Darcyan flow of the free gas. At the mesoscale the shale matrix (where interparticle pores, kerogen aggregates and inorganic matter are envisioned as an homogenized media) is intertwined by the network of natural fractures exhibiting preferred paths for the flow of gas. The upscaling of this coupled system of partial differential equations gives rise to a macroscopic model of double porosity in the sense of Arbogast and coworkers (ARBOGAST; DOUGLAS JR.; HORNUNG, 1990). Within this context the shale matrix behaves as a microstructural distributed mass source term in the mass balance equation that describes the gas movement in the homogenized network of natural fractures. Finally we establish the coupling between the hydrodynamics in the networks of natural and hydraulic fractures, where single phase gas flow takes place. Such coupling is accomplished by reduced dimension techniques where induced fractures are treated as (n-1), n = 2,3 lower dimensional geological objects. The resulting model is composed of three partial differential nonlinear equations governing the gas hydrodynamics in the shale matrix and networks of natural and hydraulic fractures. In order to decouple the system we proceed within the context proposed by Arbogast (ARBOGAST,1997) which adopts a variable decomposition leading to the numerical solution of independent subsystems. This strategy allows the solution of the system mentioned above to be made in a sequential form avoiding additional iterations between the subsystems. The resultant governing equations are discretized by the finite element method with the introduction of submeshes to threat the gas transport in shale matrix and compute the source term in the pressure equation of the natural fractures network. The discretized model is used to simulate gas production as well as transient well tests. Promising numerical results are obtained which can be used to improve the description of the involved phenomena giving rise to new diagnostic curves to the characterization of unconventional reservoirs. / Neste trabalho propomos um novo modelo computacional multiescala para descrever o transporte de gases em reservatórios não convencionais (shale gas) com distintos níveis de fraturas (naturais e hidráulicas). Tais reservatórios apresentam características bastante peculiares que tornam a descrição acurada dos fenômenos físicos envolvidos uma tarefa árdua. Dentre estas características podemos ressaltar a baixíssima permeabilidade (da ordem de nanodarcys) e os múltiplos níveis de porosidade associados às múltiplas escalas envolvidas. No presente trabalho a modelagem multiescala do transporte do gás metano é construída fazendo uso do processo formal de homogeneização. O modelo considera o reservatório descrito por quatro escalas espaciais distintas. A escala mais fina, nanoscópica, é associada aos nanoporos na matéria orgânica (querogênio) onde o gás encontra-se adsorvido. Para descrever precisamente a adsorção do gás no querogênio fazemos uso da Termodinâmica de Gases Confinados. Mais precisamente, as isotermas de adsorção do gás nos nanoporos são construídas fazendo uso da Density Functional Theory (DFT). Através do processo de homogeneização é realizado o upscaling para a escala intermediária (microscópica). A janela observacional associada a esta escala consiste dos agregados de querogênio juntamente com a matéria inorgânica (considerada impermeável) e rede de microporos que podem exibir tamanhos entre 10^{-4} a 10^{-9} metros. Consideramos estes, por sua vez, parcialmente saturados preenchidos por uma fase gás livre em equilíbrio termodinâmico local com o gás dissolvido na fase aquosa. O modelo considera a água estagnada com a equação de difusão fickiana do gás dissolvido acoplada ao escoamento do gás livre. Na mesoescala a matriz do folhelho (na qual microporos, agregados de querogênio e matéria inorgânica são tratados como um meio contínuo homogeneizado) é permeada por uma rede de fraturas naturais que exibem caminhos preferenciais para o movimento do gás. O processo do upscaling deste sistema acoplado de equações diferenciais parciais dá origem a um modelo macroscópico de porosidade dupla no sentido de Arbogast e colaboradores (ARBOGAST; DOUGLAS JR.; HORNUNG, 1990). Neste contexto, a matriz atua como uma fonte de massa distribuída microestruturalmente no balanço de massa que descreve o movimento do gás na rede de fraturas naturais. Finalmente estabelecemos o acoplamento entre as hidrodinâmicas nas redes de fraturas naturais e hidráulicas, onde ocorre o escoamento monofásico do gás livre. Tal acoplamento é realizado via técnica de redução de dimensão onde as fraturas hidráulicas são tratadas como objetos geológicos de dimensão reduzida (n-1), n=2,3. O modelo resultante é composto por três equações diferenciais parciais não lineares acopladas que governam a hidrodinâmica do gás na matriz e redes de fraturas naturais e hidráulicas. Com o intuito de desacoplar o sistema procedemos no contexto proposto por Arbogast (ARBOGAST,1997) que consiste em utilizar uma decomposição das variáveis resultando em subsistemas independentes a serem resolvidos numericamente. Esta escolha permite que o sistema supracitado seja resolvido de forma sequencial evitando a necessidade de iterações adicionais entre os subsistemas. Na discretização espacial adotamos o método de elementos finitos com a introdução de submalhas para tratar o transporte do gás na matriz e assim efetuar de forma precisa o cálculo do termo de fonte na equação da pressão do gás na rede de fraturas naturais. O modelo discreto é utilizado para o cômputo da produção de gás bem como para simular testes transientes de pressão em poços. Resultados numéricos promissores são obtidos os quais podem ser empregados para aprimorar a descrição dos fenômenos envolvidos e dar origem a novas curvas de diagnóstico para caracterização de propriedades de reservatórios não convencionais.

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Made available in DSpace on 2017-07-21T18:53:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jessica Teles.pdf: 1283462 bytes, checksum: 5784cdcc4b339768e1ee02500a793d75 (MD5) Previous issue date: 2016-04-29 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Propionic acid is an organic acid used as a preservative in foods and seeds, and as an ingredient in thermoplastics, medicaments, perfumes, fragrances and solvents. Its production takes place by conventional chemical synthesis that uses petroleum as raw material. Finding alternatives and more sustainable ways than the use of petroleum products has been shown an interesting option to the production of organic acids. The purpose of this study was to evaluate the propionic acid production from agroindustrial effluents by fermentation, using a culture of Propionibacterium acidipropionici CCT 4843. Whey, corn steep liquor and animal feed effluent were used as substrate. The substrates composition was based on an experimental design mixture, resulting in 10 samples. The substrates were fermented in batch borosilicate glasses at a temperature of 35°C, initial pH 6.5 and 20 mL.L-1 suspension of inoculum. After choose the substrate, a 33-1 factorial design was carried out, to see how the variable hydraulic retention time, inoculum concentration and pH affected the production of propionic acid. The propionic and other organic acids were detected using a high-performance liquid chromatography (HPLC). The corn steep liquor was chosen as the best a substrate for the factorial design, because it showed the highest propionic acid yield, 0.79 g. g substrate-1,propionic acid productivity of 5.20 mg.L-1.h-1 and production of 0.40 gL-1. It was found that hydraulic retention time and initial pH influenced on the yield and propionic acid productivity, but the initial inoculum concentration did not influence the answers. The highest propionic acid yield of 0.6275 g.g- 1, was obtained with 96 hours of hydraulic retention time, inoculum of initial concentration of 20 mL.L-1 and initial pH of 6.0.The best propionic acid productivity was obtained for hydraulic retention time of 60h, initial inoculum concentration of 30 mL.L-1 and initial pH of 6.5. It was concluded that propionic acid production is possible from agroindustrial waste, but the process conditions should be optimized to make it economically viable. / O ácido propiônico é um ácido orgânico utilizado como conservante em alimentos e sementes e como ingrediente em termoplásticos, drogas, perfumes, aromas e solventes. Sua produção convencional ocorre por síntese química, utilizando-se matérias primas obtidas do petróleo. Porém, com o aumento da preocupação ambiental e procura por alternativas ao uso de produtos derivados de petróleo, a produção de ácidos orgânicos por fermentação tem se mostrado uma opção interessante. O objetivo dessa pesquisa foi avaliar a produção de ácido propiônico a partir da fermentação de efluentes agroindustriais, utilizando a cultura Propionibacterium acidipropionici CCT 4843. Os efluentes utilizados como substrato foram soro de leite, milhocina e efluente da produção de ração animal. A composição dos substratos foi determinada a partir de um planejamento experimental de misturas, resultando em 10 ensaios. Os substratos foram fermentados em batelada em reatores de vidro borosilicato à temperatura de 35°C, pH inicial de 6,5 e 20 mL.L-1 de inóculo em suspensão. Após definida a composição do substrato, foi realizado o planejamento fatorial 33-1, para verificar como as variáveis Tempo de Detenção Hidráulica (TDH), concentração de inóculo e correção inicial de pH afetam a produção de ácido propiônico. A determinação do ácido propiônico e demais ácidos orgânicos foi realizada por Cromatografia Líquida de Alta Eficiência(CLAE). No planejamento fatorial para estudo das variáveis de processo foi utilizado como substrato apenas a milhocina, pois nos ensaios do planejamento experimental de misturas foi o que possibilitou o maior rendimento, com 0,79 g ácido propiônico. g substrato-1, com uma produtividade de ácido propiônico de 5,20 mg/L.h e produção de 0,40g.L-1. No segundo planejamento foi constatado que as variáveis tempo de detenção (TDH) e o pH inicial influenciam no rendimento e na produtividade de ácido propiônico, porém a concentração inicial de inóculo não influenciou nas respostas. O melhor rendimento obtido foi de 0,6275 g.g-1, com o ensaio com TDH de 96h, concentração inicial de inóculo de 20mL.L-1 em suspensão e pH inicial 6,0 ; e o melhor valor de produtividade obtido foi para o ensaio com tempo de detenção hidráulica de 60h, concentração inicial de inóculo de 30 mL.L-1 e pH inicial de 6,5. Foi concluído que é possível a produção de ácido propiônico a partir de efluentes agroindustriais, porém as condições de processo devem ser otimizadas para torná-lo economicamente viável.