Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:56:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 327498.pdf: 2010921 bytes, checksum: 45a0ff622aa8112d31ed7086a8e4404b (MD5) Previous issue date: 2014 / A tecnologia de sensores para a indústria química e, em particular polimérica é um campo o qual tem apresentado um rápido desenvolvimento nas últimas décadas.Relatado pela primeira vezem 1979, o polipirrol é um dos polímeros condutores mais estudados em diversos tipos de aplicações comobaterias,aparelhos eletrônicos,dispositivos eletrocrômicos, dispositivos de comutaçãoóptica, sensores eem muitasoutras tecnologias avançadas. A filtrodinâmica consiste em um meio precoce para a detecção e monitoramento de partículas em processos químicos. Neste trabalho, foi realizado o monitoramento da reação de polimerização do polipirrol via síntese química oxidativa do pirrol através da técnica de medida da condutividade elétrica em linha do meio reacional, a construção do protótipo filtrodinâmico e modelos iniciais. Para o monitoramento do pirrol foram monitoradas diversas reações com 3 diferentes tipos de formulações: polimerização com agente oxidante, polimerização/agente oxidante/surfactantes e a polimerização/agente oxidante/líquido iônico, além de diferentes concentrações molares de agente oxidante/pirrol no meio e diferentes temperaturas de síntese (5°C e 20°C) a fim de se verificar as mudanças na condutividade elétrica do meio reacional e sua conversão. Verificou-se que a temperatura de 20°C e uma concentração molar de 0,5Mde agente oxidante produziram efeitos positivos na condutividade elétrica do meio e na conversão do pirrol. Microscopia eletrônica de varredura, termogramas DSC, análises FTIR e condutividade elétrica dos polímeros produzidos foram utilizadas na análise dos materiais obtidos. Diferentes redes neurais foram propostas para a predição dos valores de conversão durante as polimerizações com base em medidas em linha de condutividade e temperatura do meio reacional. Redes cascade-forward foram capazes de representar de maneira correta quase que toda a conversão do pirrol. Para a técnica da filtrodinâmica foi construído um protótipo, dados a partir de esferas de látex de diferentes pares filtro/membranas foram coletados, um modelo inicial de carregamento foi proposto o qual liga as concentrações de partículas, fluxos, e propriedades de filtros ao parâmetro de carregamento. A ferramenta da filtrodinâmica mostra-se interessante para o monitoramento de processos em meio disperso.<br> / Abstract : Sensor technology for chemical and polymer industry is a field which has shown a rapid development in recent decades. First reported in 1979, polypyrrole is one of the most studied conducting polymers for various types of applications as batteries, electronics, electrochromic devices, optical switching devices, sensors and many other advanced technologies. 'Filtrodynamics', a means for early detection and monitoring of particulates in chemical processes. In this study, was monitored the reaction of polymerization of polypyrrole synthesis via chemical oxidation of pyrrole by measuring the electrical conductivity of the reaction medium online, a filtrodynamic prototype was built and initials models were builted too. To monitoring pyrrole's polymerization were monitored with three different types of formulations, polymerization with an oxidizing agent, polymerization / oxidizing agent / surfactant and polymerization / oxidizing agent / the ionic liquid, and different molar concentrations of oxidizing agent / pyrrol,two different synthesis temperatures (5 °C and 20 °C) in order to check the changes in electrical conductivity of the reaction and conversion. It was found that the temperature of 20 °C and a molar concentration of 0,5 M oxidant produced positive effects on the electrical conductivity and pyrrole?s conversion. Scanning electron microscopy, differential scanning calorimetry, FTIR and electrical conductivity were used as complementary analysis for polymers obtained. Different neural networks were proposed to predict the values of conversion during polymerization based on on-line conductivity and temperature measurements. Cascade-forward networks were able to correctly represent almost the entire conversion of pyrrole. To filtrodynamics technique a prototype instrumentation was built, data from a latex sphere/membrane filter pair obtained, and an initial =characteristic loading model? proposed that self-consistently links particle concentrations, flow rates, and filter properties together via a characteristic loading parameter. The tool shows that Filtrodynamics can be interesting to monitor process in dispersed medium.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-02-05T20:56:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 327692.pdf: 3192253 bytes, checksum: ceb0e93ba6ce9471346406ff0c97da16 (MD5) Previous issue date: 2014 / Neste trabalho é apresentado um estudo relacionado ao uso de Processos Oxidativos Avançados no pré-tratamento de substratos têxteis celulósicos, com enfoque nas técnicas de aplicação de gás ozônio em tecidos de malha de composição 100% algodão. Essas tecnologias são utilizadas para limpeza e branqueamento dos tecidos preparando-os para os processos de beneficiamento secundário e terciário. No presente trabalho foi proposto o estudo de parâmetros de processo tais como pH, tempo, influência da presença de aditivos químicos como umectantes, e suas quantidades de uso, concentração do ozônio, e pick-up de impregnação. Para obtenção dos resultados da avaliação destes parâmetros foi utilizado um planejamento fatorial completo com ponto central em dois blocos, a fim de identificar as variáveis relevantes para o processo. Os valores de melhor desempenho foram pH 7, tempo de processo de 7 min, concentração de umectante de 0,5 g/L na solução de impregnação, alimentação de 12 g/h de ozônio, e pick-up de impregnação de 55%, para uma amostra de 5 g de tecido de malha em meia malha fio 24/1Ne e gramatura de 167 g/m2. O grau de alvura médio atingido foi compatível com as faixas de trabalho industrial para tecidos pré-alvejados, 54,88 WI CIE[D65/100], podendo ser ajustado para tecidos alvejados para cor branca pelo ajuste do tempo. O processo foi aplicado em algumas estruturas de tecido de malha, demonstrando viabilidade para aplicações nos vários tipos de tecimento, gramaturas ou títulos de fio. As principais vantagens de aplicação desse processo são: o uso de condições brandas de processo, tais como pH 7 e temperatura ambiente, o curto tempo de processamento, com redução de 75% em relação ao processo convencional e redução de 45% no consumo de água e geração de efluente. Os resultados deste trabalho indicam ser esta tecnologia promissora para o uso industrial. / In this work, a study related with the use of Advanced Oxidation Processes in the pretreatment of cellulosic textile substrates, focusing on the techniques of application of ozone gas in knitted fabric of 100% cotton composition was presented. These technologies are used for cleaning and bleaching of fabrics preparing them for the process of secondary and tertiary processing. In the present project, the study of process parameters such as pH, time, influence of the presence and amount of chemical additives such as humectants, ozone concentration, and pick-up impregnation was proposed. The effects of these parameters on the process, was studied with a factorial design with central point in two blocks. The best performance values were pH 7, time of 7 min process, humectant concentration 0.5 g/L in the impregnation solution, ozone input of 12 g/h, and pick-up impregnation of 55% to a 5g sample of single jersey knitted fabric, yarn count 24/1 Ne and weight of 167 g/m2. The average degree of whiteness achieved was compatible with industrial range for pre-treated fabric, 54,88 WI CIE[D65/100], and can be targeted to fabric adjusted to color white by adjusting the time. The process was applied to fabrics of cotton in some structures demonstrating feasibility for applications in several types of knitting, weights or yarn count. The main advantages of application of this process are the use of mild process conditions, such as ambient temperature and pH 7; short processing time, with 75% of reduction if compared with conventional process, and 45% of reduction in water consumption and effluent generation. The results of this study indicate that this is a promising technology for industrial use.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2014. / Made available in DSpace on 2015-02-05T21:02:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 328018.pdf: 1139406 bytes, checksum: 680e1a4ba628295d0110d9a8074fe97e (MD5) Previous issue date: 2014 / A produção de resíduo sólido urbano nas cidades tem aumentado a cada ano, sendo este resíduo enviado para aterros sem o devido cuidado de separação, contribuindo com a poluição ambiental. O objetivo deste trabalho foi avaliar os gases emitidos (CO, NOx, SO2, BTEX e HPA) no processo de pirólise e pós-combustão de uma mistura de resíduo sólido urbano e cavaco de madeira (RSU+CM) em reator piloto. Inicialmente, foram feitos, em laboratório, ensaios de pirólise em forno mufla da mistura RSU+CM, com o objetivo de definir a temperatura ótima para reter todo o cloro da amostra de char. Na sequência, foram feitos os testes em escala piloto (processo de pirólise e pós-combustão), onde foram gerados dois produtos: o produto sólido ou char do processo de pirólise e pós-combustão e o produto gasoso. O produto gasoso foi encaminhado para a câmara de pós-combustão, onde foi queimado e liberado para a atmosfera. A partir das análises de caracterização da mistura RSU+CM foram encontrados valores de poder calorífico inferior de 22,39 MJ?kg-1 e superior de 23,93 MJ?kg-1, teor de cloro de 5,00 % e teor de matéria volátil de 75,98 %. Por meio do ensaio de pirólise em laboratório foram obtidos percentuais de cloro no char de 0,83, 2,78 e 5,00 %, nas temperaturas de 450, 400 e 300 °C, respectivamente. Visto que na temperatura de 300 °C todo o cloro da amostra ficou concentrado no char do ensaios de pirólise, optou-se em utilizar esta temperatura nos testes de pirólise no processo de pirólise e pós-combustão. Nestas condições, o char do processo de pirólise e pós-combustão apresentou teores de Al, Fe, Cl e As de 4,23, 2,18, 4,93 e 7,00?10-6 %, respectivamente. Além disso, as concentrações dos gases emitidos foram de (mg?Nm-3): 35,83 CO, 24,37 SO2, 106,84 NOx, 4,88?10-3 BTEX, e baixos teores de HPAs. Os valores encontrados ficaram abaixo dos limites de emissão permitidos, segundo as legislações USEPA, The Danish EPA, 17.BlmSchV e CONAMA 316/02.<br> / Abstract : The production of urban solid waste in cities has increased every year, being this waste sent to landfills without the proper separation and contributing to the environmental pollution. The aim of this study was to evaluate the gases emitted (CO, NOx, SO2, BTEX and HPA) in the pyrolysis and post-combustion process (PP process) of a mixture composed by urban solid waste and wood chips (RSU+CM) in a pilot scale reactor. Initially, pyrolysis tests of the RSU+CM mixture were carried out in laboratory, in a muffle furnace, aiming the definition of the best temperature to retain the entire chlorine content in the char sample. Following this, there were made tests in a pilot scale reactor (process PP), where two products were generated: the solid product or char from PP process and the product gas. The gas produced was routed to the post-combustion chamber, where it was burnt and released to the atmosphere. From the characterization analysis of the RSU+CM mixture there were found a high heating value of 23,93 MJ?kg-1 and a low heating value of 22,39 MJ?kg-1, a chlorine content of 5,00 % and a volatile matter content of 75,98 %. By the laboratory pyrolysis test, there were found in the char sample chlorine percentages of 0,83, 2,78 and 5,00 %, at temperatures of 450, 300 and 400 °C, respectively. Since in the temperature of 300 °C the entire chlorine content in the sample was concentrated in the char of the pyrolysis test, it was decided to use this temperature in the pyrolysis step of the pyrolysis and post-combustion process. In these conditions, the char sample from the PP process presented contents of Al, Fe, Cl and As of 4,23, 2,18, 4,93 and 7,00?10-6 %, respectively. Furthermore, the concentration of the emitted gases were (mg?Nm-3): CO 35,83, 24,37 SO2, 106,84 NOx, 4,88?10-3 BTEX, and low contents of PAHs. These values were lower than the allowed emission limits, according to the legislations USEPA, The Danish EPA, 17.BlmSchV and CONAMA 316/02.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2009. / Made available in DSpace on 2015-03-18T20:17:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 328127.pdf: 1313268 bytes, checksum: 50506ee1e5157f9ce6edf66038f4c79d (MD5) Previous issue date: 2009 / O Brasil é um dos principais produtores e exportadores de inúmeras espécies de frutas, apresentando uma grande quantidade de espécies ainda não aproveitadas em todo seu potencial, como é o caso de frutos de diferentes cactáceas encontradas no país. O Cereus hildmannianus K. Schum é uma cactácea de nome popular "tuna" que ocorre na região oeste de Santa Catarina, onde seus frutos são consumidos pela população desta região por possuir uma polpa suculenta e levemente doce, cujas propriedades e comportamento são ainda desconhecidas. Os frutos desta cactácea, assim como os do gênero Opuntia, apresentam uma polpa mucilaginosa de alta viscosidade, o que coloca dificuldades para processamento em uma indústria. Este trabalho estuda a caracterização físico-química e o comportamento reológico em função da temperatura da polpa do fruto de Cereus hildmannianus K. Schum para avaliar seu potencial nutricional, funcional e industrial e também a aplicação de enzimas pectinolíticas comerciais (Pectinex Clear e Cellubrix) em diferentes concentrações e temperaturas de incubação no rendimento e viscosidade da polpa de Cereus hildmannianus, utilizando a metodologia de superfície resposta. Os resultados da caracterização físico-química de Cereus hildmannianus são similares às dos frutos já normalmente consumidos e comercializados mundialmente de Opuntia ficus-indica e Opuntia dillenii, destacando-se os altos teores de fibras solúveis, potássio e cálcio, e baixo teor de lipídeos e sódio, fazendo-o um produto adequado a dietas especiais. Além disso, o fruto tem um rendimento bruto de polpa de 61,25 %, conferindo a este um potencial como matéria-prima para a industrialização, que pode vir a ser explorado como alternativa alimentar e/ou fonte de renda complementar para a agricultura familiar. O comportamento reológico para a polpa integral, com sementes, e diluída com água na proporção 1:2 mostrou ser pseudoplástico, com viscosidade aparente variando de 7 a 32 mPa.s para a polpa integral, e de 3 a 8 mPa.s para a polpa diluída. Quatro modelos foram empregados para o ajuste dos dados experimentais: Ostwald-De-Waele, Herschel-Bulkley, Casson e Mizrahi & Berk. O modelo de Mizrahi & Berk foi considerado o mais adequado para representar o comportamento reológico da polpa integral e diluída nas diferentes temperaturas estudadas. O efeito da temperatura sobre a viscosidade pôde ser descrito pela equação de Arrhenius, sendo observada a diminuição da viscosidade com o aumento da temperatura. As energias de ativação do escoamento viscoso para a polpa integral e diluída foram 3,88 e 2,69 kcal.mol-1, respectivamente. O tratamento enzimático mostrou influência das 3 variáveis estudadas: as concentrações de pectinases/pectinaliases e celulases, e da temperatura, a um nível de significância de 25%. Os modelos foram adequados para descrição dos resultados.<br> / Abstract : Brazil is one of the most important producer and exporter of many kinds of fruits, but its full potential is not exploited since many species are not yet known. It is the case of many cactaceaes fruits foun in the country such as Cereus hildmannianus K. Schum cacti, which the popular name is "tuna". It occurs in the western region of Santa Catarina, where its fruits are consumed by the regional population due to the slightly sweet and juicy flesh, whose properties and behavior was not yet studied. The fruits of that Cacti, as the ones from the genus Opuntia, have mucilaginous pulp of high viscosity which hamper the industry processing of the fruit. This work studies the chemical characterization and rheological behavior as a function of the temperature of the Cereus hildmannianus K. Schum pulp in order evaluate the nutritional, functional and industrial potentials. The effects of commercial enzymes Pectinex Clear and Cellubrix, applied at different concentrations and incubation temperatures, on the yield and pulp viscosity of Cereus hildmannianus were also studied using the response surface methodology. The results of physical-chemical characterization of Cereus hildmannianus were similar to those Opuntia ficus-indica and Opuntia dillenii, already consumed and marketed worldwide. Special attention must be done to the high levels of soluble fibers, potassium and calcium, and low content of lipids and sodium, making it a product suitable for special diets. Furthermore, the 61.25% pulp yield is consistent to a potential raw material for industrialization, therefore it can be explored as an alternative food and/or source of additional income for farming families. The rheological behavior of the integral and 1:2 water diluted pulps have shown to be pseudoplastic, with apparent viscosity ranging from 7 to 32 mPa.s and 3 to 8 mPa.s for the integral and diluted samples, respectively. Four models were fitted to experimental data: Ostwald-De Waele, Herschel-Bulkley, Casson and Mizrahi & Berk. The Mizrahi & Berk model was considered the most suitable to represent the obtined results. The effect of temperature on the viscosity could be described by the Arrhenius equation and a viscosity decrease was observed with increasing of the temperature. The activation energy of the viscous flow for the whole and diluted pulps were 3.88 and 2.69 kcal.mol-1, respectively. Enzyme treatment showed influence of the three variables studied: pectinases/pectinaliases and celulases concentrations, concentrations and temperature at a significant level of 25%. The models were suitable to describe the results.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2012. / Made available in DSpace on 2015-03-18T20:40:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 327669.pdf: 2369697 bytes, checksum: 22e77b861551d370de83dfdf10f957a2 (MD5) Previous issue date: 2012 / Buscando atingir novos consumidores no setor têxtil, diversos processos vêm sendo estudados visando dar novas funcionalidades aos tecidos, como por exemplo, o encapsulamento de substâncias ativas. Este trabalho tem por objetivo avaliar a utilização da enzima papaína imobilizada em microcápsulas, de gelatina e goma arábica, aplicadas em tecido de algodão, para liberação controlada do óleo de hortelã ou óleo de jojoba. A imobilização da papaína nas microcápsulas possibilita a liberação do óleo, uma vez que, sob determinadas condições, a enzima é ativada e hidrolisa as microcápsulas liberando o encapsulado. As microcápsulas foram obtidas por coacervação complexa, sendo que na etapa de reticulação ocorreu a imobilização da enzima papaína. Foram avaliadas as aplicações das microcápsulas em tecido 100% algodão por impregnação utilizando o equipamento Foulard. Foi avaliada também a influência da temperatura de secagem do tecido tratado através da secagem em forno termofixador-rama e pela secagem natural. A liberação do óleo encapsulado foi avaliada por cromatografia gasosa por dez dias consecutivos. A ativação da enzima ocorre pelo contato com o suor humano a 37 °C e pH 5,5 ou 8,0, resultando na hidrólise da microcápsula e na liberação da substância ativa. As microcápsulas contendo óleo de hortelã mostraram-se resistentes a ambos os tipos de secagem, enquanto que não ocorreu o mesmo para as microcápsulas contendo óleo de jojoba, as quais não resistiram ao processo de aplicação e secagem do tecido. A liberação do óleo de hortelã ocorreu com uma taxa maior no período inicial tornando-se praticamente constante nos demais dias monitorados. O tempo de liberação do óleo de hortelã, microencapsulado, foi superior quando comparado a aplicação do mesmo na forma livre no tecido de algodão. Foi testada a ativação da enzima por onze vezes consecutivas, até que houvesse a perda da fragrância de 95 a 98%, durante o período avaliado. O princípio de liberação utilizando a enzima papaína mostrou-se efetivo para a liberação do óleo de hortelã encapsulado no sistema estudado.<br> / Abstract : Seeking to reach new customers in the textile sector, several processes have been studied aiming to give new features to the fabrics, such as the encapsulation of active substances. This study aims to evaluate the use of the enzyme papain supported in microcapsules of gelatin and gum Arabic, applied to cotton fabric, to the controlled release of spearmint or jojoba oil. The immobilized papain in the microcapsules provides the release of oil, since under certain conditions, the enzyme is active and hydrolyzes the microcapsules and releasing the encapsulated. Microcapsules were obtained by complex coacervation, and in step of crosslinking occurred the immobilization of the enzyme papain. Different application methods have been tested, impregnation versus bath exhaustion. Was also evaluated the influence of drying temperature of the fabrics treated by drying in an oven term linker and natural drying. The release of the encapsulated oil was evaluated by gas chromatography for ten consecutive days. The activation of the enzyme occurs by contact with human sweat, ie at 37 °C and pH 5,5 or 8,0 resulting in the microcapsule hydrolysis and the release of active substance. Microcapsules containing spearmint oil were resistant to both types of drying, while the same did not occur for the microcapsules containing jojoba oil, which did not resist the drying process of the fabric. The release of peppermint oil occurred at a higher rate in the initial period became almost constant in the remaining days monitored. The release time of the microencapsulated peppermint oil was higher when compared to the application of free oil in the cotton fabric. The activation of the enzyme for eleven consecutive times, until there was loss of fragrance 95-98% was tested in the period of study.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2013 / Made available in DSpace on 2015-03-18T20:49:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 330190.pdf: 2358242 bytes, checksum: d3f70290d9897e56e57be0d830444b01 (MD5) Previous issue date: 2013 / A operação de colunas de destilação é um processo dispendioso em vários sentidos. Há grande gasto de energia vaporizando componentes a serem separados e também exige grande espaço físico. A própria coluna de destilação em si é um equipamento de enorme diâmetro e altura, ocupando grande espaço. Se forem levados em conta os equipamentos auxiliares, como refervedores, condensadores, bombas, pré-flash, dentre outros muitos, têm-se um volume ainda maior. Tal fato levou alguns pesquisadores como Saifutdinov (1999), Arrison (2000), Iwakabe (2006) buscar alternativas para redução de tamanho e aumento de eficiência do processo de destilação convencional. Uma das possibilidades é a destilação por película (fallingfilm). Assim, o objetivo deste trabalho é avaliar a viabilidade da utilização de coluna de destilação por película assistida por câmara de vapor em substituição às colunas de destilação convencionais, visando redução de dimensões e consumo energético. O desenvolvimento do trabalho partiu da concepção, projeto e construção de uma unidade de destilação por filme líquido descendente operando com mistura etanol/água. Os experimentos foram conduzidos com duas formas de operação distintas: uma isotérmica, onde a temperatura da câmara externa permanece constante durante o processo e outra com perfil de temperatura ao longo da câmara. Os resultados permitem concluir que a câmara operando com perfil leva a resultados melhores, obtendo concentração de etanol no destilado em torno de 14% maior. Pode-se também concluir que este tipo de processo viabiliza a redução das dimensões de colunas de destilação, visto que 1m de tubo de destilação realiza a mesma separação que sete estágios de uma coluna convencional (aproximadamente 1,70m), em concentração de etanol.<br> / Abstract: The operation of distillation columns is a costly process in many ways. There are large energy expenditure vaporizing components to be separated and also requires large physical space. The very distillation column itself has a huge diameter and height, occupying great space. If taken into account auxiliary equipment such as reboilers, condensers, pumps, preflash, among many others, it can be a greater volume. This fact has led some researchers as Saifutdinov (1999), Arrison (2000), Iwakabe (2006) seek alternatives to reduce size and increase efficiency on conventional distillation. One possibility is the falling film distillation. Thus, the objective of this study is to evaluate the viability of using a falling film distillation column assisted by vapor chamber, replacing the conventional distillation columns, in order to reduce size and power consumption. The development of the work departed from conception, design and construction of a distillation unit for liquid film descending operating with ethanol/water mixture. The experiments were conducted with two distinct modes of operation: an isothermal, where the temperature of the outer chamber remained constant during the process and, in another, the temperature profile varied throughout the chamber. The results allowed to conclude that operating chamber with temperature profile leads to better results, obtaining concentration of ethanol in the distillate around 14% higher. It can also be concluded that this type of process enables reduction of distillation columns dimensions, since 1m tube distillation performs the same separation that seven stages of a conventional column (approximately 1.70 m), in ethanol concentration.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenheria Química / Made available in DSpace on 2012-10-26T11:44:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 310455.pdf: 2080034 bytes, checksum: 993b07bab45f8503528bdf92a77cbdb5 (MD5) / Pesquisadores estão buscando soluções baseadas na adequação do microambiente físico para controlar respostas biológicas. Estudos recentes sugerem que alterações no microambiente influenciam substancialmente o comportamento das células endoteliais e apenas recentemente propriedades topográficas foram incorporadas como um componente essencial para a engenharia de tecidos vasculares. A celulose bacteriana (CB) tem sido investigada como biomaterial. A CB sintetizada pela bactéria Gluconacetobacter hansenii em condições de cultura estáticas forma uma membrana na interface entre o ar e o meio de cultivo. A membrana é constituída de uma superfície pelicular lisa (SP-BCM) formada na interface ar; seguida por uma região tecidual esponjosa (ST-BCM) que se estende até a outra superfície de interface com o meio de cultivo. Em condições agitadas de cultura bacteriana foram obtidas macroestruturas de CB meta-vascularizada. Adesão, viabilidade, proliferação, migração e morte celular das células endoteliais de veia umbilical humana (HUVECs) foram avaliados em função das características de superfície da CB (ST-BCM e SP-BCM ). As HUVECs aderem em ambas as superfícies da CB, apresentando-se morfologicamente arredondas na ST-BCM e espraiadas na SP-BCM. As HUVECs permaneceram viáveis em ambas as superfícies da membrana de CB após 20 dias de cultura, mas em maior quantidade na ST-BCM possivelmente pela capacidade de penetração, das HUVECs através desta superfície. Após três dias de cultura, houve declínio de viabilidade celular em ambas as superfícies da CB, sendo mais pronunciada na SP-BCM. A morte celular foi experimentalmente identificada como necrose, mas acredita-se que necrose secundária seja a causa da morte celular. Após caracterização do comportamento das HUVECs nas superfícies da CB as macroestruturas de CB foram endotelizadas. A endotelização dos meta-vasos da macroestrutura da CB foi alcançada após 30 dias de cultivo das HUVECs no interior dos vasos. A macroestrutura de celulose bacteriana mostrou ser uma plataforma promissora para o desenvolvimento de tecidos ou órgãos vascularizados, por permitir a endotelização, que compreende uma das etapas mais críticas dos processos in vitro / Researchers have focused on solutions for adequacy of the physical microenvironment to control biological responses. Recent studies suggest that changes in the microenvironment greatly influence the behavior of endothelial cells and topographic properties have only recently been incorporated as an essential component of vascular tissue engineering. Bacterial cellulose (BC) synthesized by the bacterium Gluconacetobacter hansenii in static culture conditions as a membrane at the air/medium interface has been investigated as a biomaterial. The CB membrane obtained consists of a smooth peel surface (SP-BCM) formed at the interface with air, followed by a spongy tissue surface (ST-BCM), which extends to the other surface of interface with the medium. Under agitation conditions into the bacterial culture medium were obtained meta-vascularized BC macrostructures. Cell adhesion, viability, proliferation, migration and cell death of human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) regarding their interaction with the surface properties of the membrane of BC (SP-BCM and ST-BCM) were evaluated. The HUVECs adhere to both surface of the BC and displays a morphologically rounded shape in the ST-BCM but an elongated feature as in SP-BCM. HUVECs remained viable in both surfaces of BC membrane even after 20 days of culture, but in higher quantities in the ST-BCM possibly due to the HUVECs capacity for invading that surface. After a 3-day period of culture, cell viability decrease in both BC surfaces, mainly on SP-BCM. Cell death was identified as necrosis, but interestingly its feature suggests that cell death was due to a secondary necrosis. After characterization of HUVEC lineage behavior on the both surfaces of BC membrane, the macrostructure was endothelized. The endothelization process of meta-vessels inside of BC macrostructure was attained after a period of 30 days of HUVECs-culture. The BC macrostructure properties has shown promising as a 3D-platform for development of vascular tissues or organs, by allowing endothelization, which comprises one of the most critical events of in vitro cell processes

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química / Made available in DSpace on 2012-10-26T12:23:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 300018.pdf: 2976063 bytes, checksum: c622e4a3ff5691ca0487f735af172b47 (MD5) / A parte aérea da mandioca (Manihot Esculenta Crantz), planta cultivada no Brasil, é pouco utilizada e muitas vezes descartada como resíduo. Em sua composição encontram-se lectinas e polifenois, compostos cuja estrutura química está relacionada a fenômenos de aglomeração, podendo, portanto, serem aproveitados em diversos campos tecnológicos. No presente trabalho, extratos aquosos e etanólicos de folhas e caule de mandioca foram aplicados ao tratamento de efluentes em escala de laboratório. Os extratos foram inicialmente avaliados quanto aos teores protéico e fenólicos, obtendo-se concentrações de proteína maiores nas folhas (0,44 mg?mL-1 de extrato). Os conteúdos de fenólicos também foram determinados, evidenciando uma alta percentagem de taninos condensados (90-100% do total de taninos). Quanto aos agentes extratores (água e etanol 70%), o etanol apresentou melhor rendimento tanto nas folhas (59%) como no caule (37%), porém com inconvenientes no seu uso no caso das folhas, pela extração de pigmentos indesejáveis. Foi avaliada a atividade hemaglutinante dos extratos em vários tipos de eritrócitos, detectando aglutinação em alguns deles (humano, bovino e de frango) com distintas intensidades, o que sugere a presença de uma lectina de caráter específico. Utilizando testes de significância e análise de variância, foram estabelecidas as condições de extração (25°C e 60 min) e armazenamento (10°C) sob as quais o fenômeno de aglutinação é maior. Posteriormente, os extratos foram testados na descoloração de soluções aquosas de azul de metileno, achando-se uma maior remoção de cor quando a fase aquosa proveniente da concentração do extrato etanólico do caule da mandioca era utilizada. Escolhido o extrato, foram conduzidos testes de coagulação para remover o corante e, usando um planejamento fatorial fracionário, foram avaliadas diferentes variáveis com objetivo de atingir a máxima remoção (0,10 mg corante?ml de extrato-1). O pH e a dosagem de extrato foram os fatores mais influentes. Posteriormente, testaram-se outros dois corantes catiônicos (Azul Maxilon GRL e Verde de Malaquita) atingido remoções máximas de 0,19 e 0,14 mg corante?ml de extrato-1respectivamente. pHs neutros e básicos, concentrações de corante baixas, dosagens de extrato em torno de 40 ml?L-1, ausência de NaCl e tempos de agitação de 5 e 30 min para as etapas de mistura rápida e lenta, favoreceram o processo de descoloração. Adicionalmente foi testada a adição de um alcalinizante o que permitiu aumentar a remoção até 90%. Finalmente foram avaliadas a demanda química de oxigênio e a toxicidade das soluções tratadas com o extrato. Houve um aumento da DQO e uma diminuição da toxicidade das amostras tratadas em 80%. A concentração letal do extrato em fase aquosa foi de 80 ml?L-1. Como as dosagens medidas nos testes de descoloração foram menores à dosagem letal determinada, os mesmos foram considerados inócuos

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química / Made available in DSpace on 2013-03-04T19:55:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 304293.pdf: 2588083 bytes, checksum: b45e1c8dc9dbf7efc99c15e78e02ce13 (MD5) / A queima de combustíveis fósseis tem liberado uma grande quantidade de poluentes na atmosfera. Entre os mais nocivos encontra-se o dióxido de enxofre (SO2), que ao reagir com a umidade do ar se transforma em ácido sulfúrico, sendo, portanto, o causador da chuva ácida. A chuva ácida é extremamente prejudicial para a fauna e flora; acelera os processos de corrosão de prédios e monumentos; e gera graves problemas de saúde para o ser humano. Em vista disso, muitos países têm reformulado sua legislação a fim de exigir a comercialização de combustíveis com teores baixíssimos de enxofre. Os processos de dessulfurização existentes não são capazes de remover o enxofre a níveis tão baixos. Por isso, tem-se desenvolvido um novo processo denominado biodessulfurização. Nesse processo, a degradação do enxofre se dá através da ação de micro-organismos que atuam como catalisadores. A bactéria Rhodococcus erythropolis vem despontando como uma das mais promissoras na biodessulfurização, pois remove o enxofre dos organossulfurados sem quebrar os anéis benzênicos, mantendo assim o potencial energético dos mesmos. Nesse trabalho buscou-se analisar a capacidade da cepa nacional Rhodococcus erythropolis ATCC4277 de dessulfurizar o dibenzotiofeno e o óleo diesel A S1800 em reator descontínuo utilizando concentrações de fase orgânica (n-dodecano ou diesel) de 20, 80 e 100% (v/v). O R. erythropolis ATCC4277 não foi capaz de degradar os compostos de enxofre presentes no óleo diesel A S1800, no entanto, foi capaz de degradar o DBT em 93,3, 98,0 e 95,5% quando na presença de 20, 80 e 100% (v/v) de n-dodecano, respectivamente. Através dos resultados obtidos neste trabalho concluiu-se que as melhores condições para realizar o processo de dessulfurização do DBT em reator descontínuo pelo R. erythropolis ATCC4277 é utilizando 80% (v/v) de n-dodecano como fase orgânica, o pH do meio fermentativo variando entre 6,5 e 7,5 e conduzí-lo sob em uma faixa de temperatura entre 25 e 30°C. / For decades the burning of fossil fuels released a lot of pollutants in the atmosphere. Among the most harmful is sulfur dioxide (SO2), which reacts with the moisture in the air and turns into sulfuric acid,being the main cause of acid rain. Acid rain is very harmful to animal and plant kingdoms; accelerates the corrosion'sprocesses of buildings and monuments, and causes serious health problems for humans. As a result, many countries have reformed their legislation to require the sale of fuels with very low sulfur content. The existing processes of desulfurization are not capable of removing sulfur so low. Therefore, there has developed a new process called biodesulfurization. In this process, the degradation of sulfur occurs through the action of microrganisms that act as catalysts. The bacterium Rhodococcuserythropolis has emerged as one of the most promising for biodesulfurizationbecause it removes the sulfurwithout breaking the benzene rings, thereby maintaining the potential energy of the same. In this study we sought to examine the capacity of national Rhodococcuserythropolis strain ATCC4277 desulfurizing of the dibenzothiophene and diesel A S1800 in the batch reactor using concentrations of organic phase (n-dodecane or diesel) of 20, 80 and 100% (v/v). R. erythropolis ATCC4277 was not able to degrade the sulfur compounds present in diesel A S1800, but was capable of degrading DBT in 93.3, 98.0 and 95.5% in the presence of 20, 80 and 100% (v/v) of n-dodecane, respectively. Based in the results obtained in this study, it was concluded that the best conditions to perform the process of desulfurization of DBT in the batch reactor with R. erythropolis ATCC4277 is using 80% (v/v) of n-dodecane as organic phase, the pH of the fermentation medium ranging between 6.5 and 7.5 and drive it on in a temperature range between 25 and 30 °C.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química / Made available in DSpace on 2013-06-25T19:42:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 308266.pdf: 1458136 bytes, checksum: 47b833947d2d297f894e010920013db6 (MD5) / Nanopartículas poliméricas apresentam grande potencial de aplicação como carreadores de fármacos. Suas características típicas de liberação lenta e sustentada, além da viabilidade de aplicação através de variadas rotas de administração, favorecem o aumento da biodisponibilidade do fármaco e a redução dos efeitos colaterais. Polímeros biocompatíveis e biodegradáveis apresentam características importantes para aplicação biomédica como sistemas nanoparticulados. No entanto, algumas propriedades dos biopolímeros como o alto grau de cristalinidade dificultam seu processamento. Nanopartículas blendas de biopolímeros e polímeros sintéticos derivados do petróleo constituem uma alternativa para a obtenção de novos produtos, que apresentam propriedades complementares interessantes para uso em sistemas de liberação sustentada de fármacos. Neste contexto, o presente trabalho propõe o desenvolvimento de nanopartículas de PLLA (poli(L-ácido lático) e nanopartículas blenda de PLLA/PMMA (poli(metacrilato de metila)) e PLLA/PS (poliestireno) através da técnica de miniemulsificação/ evaporação do solvente, polimerização em miniemulsão e polimerização em emulsão semeada para incorporação de um fármaco hidrofóbico análogo da isoniazida. Os resultados obtidos mostram que a estabilidade das miniemulsões de PLLA e o diâmetro médio das nanopartículas são diretamente influenciados pela concentração de polímero, bem como pelo tipo de surfactante e solvente orgânico. As imagens de microscopia (MET) aliadas às temperaturas de transição vítrea (determinadas por DSC) apontam para a formação de blendas de PLLA/PMMA miscíveis através da técnica de miniemulsificação/evaporação do solvente e imiscíveis por polimerização em miniemulsão. A morfologia encontrada para as nanopartículas de PLLA/PS indica a formação de uma blenda imiscível com estruturas do tipo casca-núcleo. Foi possível incorporar até 5% de fármaco (m/m, em relação à massa de PLLA) às nanopartículas sem que ocorresse a perda de estabilidade das miniemulsões e com eficiência de encapsulação superior a 85%. As nanopartículas blenda de PLLA/PMMA, em especial aquelas com maior concentração de PMMA, apresentaram maior eficiência de encapsulação (aproximadamente 90%). / Polymeric nanoparticles have considerable potential for drug delivery system purposes. Their typical slow and sustained release, as well as feasibility of variable routes of administration, enables improvement of drug bioavailability and reduction of side effects. Biocompatible and biodegradable polymers have interesting characteristics for biomedical application as nanoparticulated systems. On the other hand, some properties of the biopolymers such as high crystallinity encumber their processing. Bio/synthetic (petroleum-derived) polymers nanoparticle blend represents an alternative to the development of new materials with improved properties for the drug delivery systems use. This work discusses the development of PLLA (poli(L-lactic acid)) nanoparticles and PLLA/PMMA (poli(methyl methacrylate)) and PLLA/PS (polystyrene) nanoparticle blends by miniemulsification/solvent evaporation, miniemulsion and seeded emulsion polymerization methods for hydrophobic drug-loaded nanoparticle application. The results show that PLLA miniemulsions stability and nanoparticle size suffer direct influence by the polymer concentration, surfactant type and polymer solvent. Regarding the nanoparticles blend, the preparation method and PMMA presence induced the PLLA crystallinity loss. The microscopic images (TEM) and glass transition temperatures (specified by DSC) indicate the formation of miscible PLLA/PMMA blends obtained by miniemulsification/solvent evaporation technique; and imiscible by miniemulsion polymerization. The PLLA/PS nanoparticles morphology indicates towards the formation of an immiscible blend with core-shell structures. Stable drug loaded nanoparticles and encapsulation efficiency of 85% were obtained with up to 5% of drug (wt/wt, relative to the PLLA mass). The nanoparticle PLLA/PMMA blends, particularly those with larger PMMA concentration, exhibited better encapsulation efficiency (approximately 90%).