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Estudo da produção de ácido clavulânico por Streptomyces clavulígerus em diferentes concentrações de lipídios e de fontes complexas de nitrogênio.Ortiz, Sheila Cristiane Alves 29 August 2005 (has links)
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Previous issue date: 2005-08-29 / Universidade Federal de Sao Carlos / Clavulanic acid (CA), a secondary metabolite from Streptomyces clavuligerus, is a potent inhibitor of β-lactamases, being formulated by pharmaceutical industries with other β- lactams antibiotics to produce drugs that overcome the resistance to antibiotics of many
pathogenic bacteria. Studies on culture medium composition, as well as how each component is added to the broth are essential for improving and developing fermentation processes both in obtaining high productivity, as well as in simplifying the separation and purification of the final product. The lipids become an interesting alternative to be used in CA production process, once they constitute a concentrated source of energy slowly assimilated by microorganisms. With relation to the nitrogen source, soybean derivatives, as flours and protein isolates, have been used successfully in the production of CA, by supplying precursors for its biosynthesis; however, the appropriate amount of this nutrient in culture media has not been properly established so far. The general objective of the present work was to study the culture medium composition on the improvement of CA production by S. clavuligerus in bench scale bioreactor, using complex
nitrogen sources, and lipids as supplementary carbon source. In preliminary cultivations in shake flasks, the effects of nitrogen source and concentration, using soybean flour and
Samprosoy 90NB (soybean protein isolate), were studied. The total nitrogen concentrations of 1.6 and 3.2 g.L-1, and soybean oil concentration of 16, 23 and 30 g.L-1 were tested. The results obtained showed that, when the concentrations of soybean oil and initial soybean flour were 23
g.L-1 and 20 g.L-1, respectively, the CA production obtained was 700 mg.L-1 in 132 hours cultivation, and at pH values above 7.0 the production process was severely harmed. In
conventional bioreactor cultivations, under pH control with acid or base addition, all the cultivations were marked by the high CA production and productivity, accompanied by small
degradation of the product. The culture medium composition and cultivation conditions that generated best results, concerning CA production, were as follows: 800 rpm, 0.5 vvm and pH 6.8, soybean flour and soybean oil concentrations of 40 g.L-1 and 16 g.L-1, respectively. Under these conditions, a maximum production of 906 mg.L-1 of CA in 84 hours cultivation was obtained. / O ácido clavulânico (AC), produto do metabolismo secundário da bactéria filamentosa Streptomyces clavuligerus, é um potente inibidor de enzimas β-lactamases, sendo utilizado
pela indústria farmacêutica em conjunto com outros antibióticos β-lactâmicos, na formulação de medicamentos que diminuem a resistência de muitas bactérias patogênicas a estes antibióticos. Estudos de composição de meio de cultura, assim como o modo que cada componente é adicionado ao caldo é de vital importância nos processos fermentativos, tanto no que se refere à obtenção de alta produtividade do produto desejado, assim como na facilidade de manipulação, separação e purificação do produto final. Os lipídios apresentam-se como uma alternativa a ser utilizada em processos para produção de ácido clavulânico, uma vez que
constituem uma fonte concentrada de energia lentamente assimilável pelos microrganismos. Quanto à fonte de nitrogênio, derivados de soja como farinhas e hidrolisados têm sido utilizados com sucesso na produção de AC, fornecendo precursores para biossíntese deste composto, no entanto, a quantidade adequada desse nutriente não foi ainda estabelecida em meios de cultura até o momento. O presente trabalho teve como objetivo geral o estudo da composição do meio de cultura para produção de ácido clavulânico por Streptomyces clavuligerus em biorreator de bancada, utilizando fontes complexas de nitrogênio e lipídios
como fonte de carbono suplementar. Em ensaios preliminares em mesa incubadora rotativa para determinação das concentrações da fonte/ teor de nitrogênio utilizando farinha de soja e Samprosoy 90NB nas concentrações 1,6, e 3,2 g.L-1 de nitrogênio total e concentração de óleo de soja (16, 23 e 30 g.L-1), os resultados obtidos mostraram que quando as concentrações de óleo de soja e farinha de soja iniciais foram 23 g.L-1 e 20 g.L-1, respectivamente, a produção de
AC obtida foi 700 mg.L-1 em 132 horas de cultivo, e que valores de pHs acima de 7,0 prejudicam o processo de produção. Nos ensaios em biorreator de bancada convencional, em condições de controle de pH por adição de ácido e base, todos os cultivos foram marcados pela alta produção e produtividade de AC ocorrendo aparente pequena degradação do produto. A composição de meio de cultura que gerou os melhores resultados de produção de AC nas
seguintes condições: 800 rpm, 0,5 vvm e pH 6,8, foi o que apresentou farinha de soja e óleo de soja nas concentrações de 40 g.L-1 e 16 g.L-1, respectivamente, na composição do meio de produção, alcançando a produção máxima de 906 mg.L-1 de AC em 84 horas de cultivo.
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Desenvolvimento de sistema de atomização de solução polimérica em meio circulante para obtenção de partículas nanoPereira, André Anderson Costa 08 February 2018 (has links)
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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.
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Preparação e estudo de filmes automontados de quitosana e carboximetilcelulose sobre substrato de poli(ácido lático) / Preparation and study of LBL chitosan/carboxymethylcellulose films supported on poly(lactic acid) substrateSantos, Franciele Nicole dos 20 May 2013 (has links)
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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.
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Síntese e propriedades de sílicas híbridas contendo surfactantes catiônicosCampos, Ana Flavia Pinheiro de 21 September 2015 (has links)
Submitted by Izabel Franco (izabel-franco@ufscar.br) on 2016-09-30T15:03:03Z
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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.
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Estratégias de melhoria do bioprocesso de produção de enzimas celulolíticas por Aspergillus niger a partir de bagaço de cana-de-açúcar para a produção de etanol de segunda geração / Strategies for improving the bioprocess for cellulase production by Aspergillus niger using sugarcane bagasse for cellulosic ethanol production.Cunha, Fernanda Marisa da 05 March 2015 (has links)
Submitted by Izabel Franco (izabel-franco@ufscar.br) on 2016-09-30T19:41:54Z
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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.
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Reforma a vapor de butanol com catalisadores de Ni,Co/MgAl2O4 : Efeito da composição do catalisador (Ni,Co) e reagentes (H2,H2O,Butanol) nas rotas reacionais de reaçãoBaiotto, Alexandre 29 April 2016 (has links)
Submitted by Livia Mello (liviacmello@yahoo.com.br) on 2016-10-03T14:35:17Z
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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.
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Métodos para caracterização de meios filtrantes contendo nanofibrasSalussoglia, Ana Isabela Pianowski 02 May 2016 (has links)
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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.
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Filtração de gases: estudo da deposição de diferentes tortas de filtração em diferentes meios filtrantes.Rodrigues, Karina Bassan 19 June 2006 (has links)
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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.
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Contribuição ao estudo termodinâmico das soluções de ácido acetilsalicílico.Maia, Gustavo Dias 20 September 2007 (has links)
Made available in DSpace on 2016-06-02T19:55:21Z (GMT). No. of bitstreams: 1
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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.
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Precipitação do clavulanato de potássio a partir do ácido clavulânico presente no caldo de fermentaçãoHirata, Daniela Battaglia 29 August 2008 (has links)
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.
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