Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciencias Agrarias. Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Alimentos / Made available in DSpace on 2012-10-23T04:00:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 241988.pdf: 472708 bytes, checksum: 9aba98a1bd974636591b0ba390b7c6e2 (MD5) / A pectina, utilizada como geleificante ou estabilizante, pode ser extraída da casca de maracujá amarelo (Passiflora edulis flavicarpa), resíduo agroindustrial da produção de sucos. Geralmente, as pectinas são extraídas das cascas de frutas cítricas e de bagaço de maçã com ácidos minerais fortes, acarretando em algumas desvantagens, como poluição ambiental, corrosão e degradação da pectina extraída. Visando desenvolver um processo alternativo, utilizando ácido orgânico como agente extrator, o objetivo deste trabalho foi otimizar a extração de pectina de alto grau de esterificação com ácido cítrico. As cascas sem flavedo foram desidratadas e moídas até obtenção de farinha. Esta farinha foi caracterizada quimicamente e utilizada como matéria-prima para extração de pectina. A metodologia de superfície de respostas foi utilizada para determinar as condições ótimas de extração para obtenção de pectina de alto grau de esterificação. A pectina extraída na condição otimizada (HEP) foi caracterizada quanto às suas propriedades físico-químicas e comparada à pectina cítrica comercial (HMP). A farinha da casca de maracujá amarelo apresentou um alto teor de fibras alimentares totais (57,36 %), solúveis (19,20 %) e insolúveis (38,05 %). Os resultados do planejamento composto central mostraram que as variáveis, concentração de ácido e tempo de extração, foram estatisticamente significativas para aumentar o grau de esterificação da pectina extraída. Nas extrações realizadas com menores concentrações de ácido cítrico (0,086 %) e tempos de extração (60 min) foram obtidas pectinas com alto grau de esterificação (78,59 %) e baixo valor acetil (0,30 %). O rendimento de pectina nestas condições foi 27,4 %. Os teores de cinzas, ácido galacturônico e o conteúdo de açúcares neutros de HEP foram superiores aos encontrados na HMP. Na análise da homogeneidade, as duas pectinas (HEP e HMP) mostraram-se heterogenias. A HEP apresentou massa molar de 1,16 x 105 g.Mol-1 e viscosidade intrínseca de 2,54 dL.g-1. O perfil de textura obtido demonstrou grande diferença entre as amostras, sendo que a HEP apresentou gel mais firme que HMP e, em ambas as amostras, os parâmetros estudados apresentaram diferenças significativas entre as concentrações. As amostras de pectina apresentaram diferença na cor (DE* = 1,48), que pode estar relacionada com a matéria-prima inicial. As propriedades físicoquímicas da HEP foram similares às encontradas na HMP, indicando perspectivas para a utilização da casca do maracujá amarelo (Passiflora edulis flavicarpa) na obtenção de pectina, a fim de minimizar os resíduos gerados, convertendo-os em matérias-primas para indústrias de alimentos, químicas e farmacêuticas.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química. / Made available in DSpace on 2012-10-23T11:58:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 241347.pdf: 3740435 bytes, checksum: 96c836687ae12e9a6d8ebbc33f25d26c (MD5) / Os antioxidantes são alguns dos mais importantes ingredientes que devem estar disponíveis em alimentos funcionais e fazer parte da dieta das pessoas. Dentre os antioxidantes, os fenólicos e os tocoferóis constituem-se numa categoria de compostos comumente presentes em uma grande variedade de alimentos naturais, assim como é importante que estejam presentes em produtos alimentares sintéticos. No centro das atenções, encontra-se um grupo de compostos polifenólicos denominados flavonóides. Os flavonóides, aos quais foi dado maior importância neste trabalho são constituídos de três subgrupos: catequinas, epicatequinas e procianidinas. Pesquisas recentes têm mostrado que em plantas como cacau Theobroma cacao L encontra-se uma grande quantidade de polifenóis em suas folhas e principalmente em suas sementes, nas quais a concentração destes compostos pode variar de 3% em sementes fermentadas e torradas até 13% em sementes que não passaram pelos processos de fermentação e torrefação. O objetivo deste trabalho foi aplicar o método de extração convencional de polifenóis a partir de sementes de cacau utilizando etanol como solvente à pressão atmosférica e também extração com fluido supercrítico, empregando CO2 puro e também em mistura com etanol utilizado como co-solvente. Para esta finalidade foi utilizado o CO2 supercrítico (CO2SC) em diferentes densidades, promovendo a extração a pressões de trabalho de 80 e 150 bar, temperatura de 40ºC e álcool etílico 85 e 92,8 ºGL em proporções que variaram de 10 a 200% em relação à massa de cacau. O tempo das extrações foi mantido para todos os experimentos em 5 horas com um tempo estático de 1 hora. Variou-se a vazão do CO2 denso de 5,34 ml.min-1 para a pressão de 80 bar a 1,84 ml.min-1 para pressão de 150 bar. Membranas orgânicas microporosas foram utilizadas para a separação do polifenóis extraídos. Foram usadas membranas comerciais de nanofiltração denominadas DL e HL e de osmose inversa, SG (GE-Osmonics). Utilizaram-se também, membranas de nanofiltração NF e NF-90 e de osmose inversa BW-30 (Filmtec/Dow). Os resultados indicaram que a quantidade de polifenóis extraída variou de 3 a 42% de acordo com a quantidade e graduação do co-solvente adicionado e também da pressão utilizada. As membranas apresentaram índices de retenção de polifenóis de 70 a 94%, boa resistência mecânica quando submetidas aos diferenciais de pressão aplicados e bom comportamento químico quando expostas ao CO2SC puro e ao extrato de cacau, indicando a possibilidade de utilização deste sistema de separação em um processo combinado de extração e separação ou de concentração do extrato, permitindo a repressurização dos solventes com um baixo consumo de energia.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Agrárias. Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Alimentos. / Made available in DSpace on 2012-10-23T17:26:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 255513.pdf: 785451 bytes, checksum: 1aef8be7f91aa2c82126438f348a284d (MD5)

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química / Made available in DSpace on 2012-10-24T01:16:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 257945.pdf: 4275959 bytes, checksum: 73f6737902445ce4bdfb3bc4e51d2175 (MD5) / Polihidroxialcanoatos (PHAs) são polímeros sintetizados por vários microrganismos e armazenados na forma de reserva de energia e carbono. Sua produção se dá sob condições desfavoráveis de crescimento, como limitação de nitrogênio ou fósforo, e na presença de excesso de fonte de carbono. Poli(3-hidroxibutirato) (P(3HB)) é o polímero mais estudado dentre os PHAs, possuindo características próximas às encontradas no polipropileno. Os PHAs chamam atenção devido à sua biodegradabilidade e possibilidade de substituição dos plásticos petroquímicos. Embora os PHAs apresentem vantagens ambientais sobre os plásticos de origem petroquímica, a sua principal desvantagem é o alto custo de produção, principalmente relativo ao substrato, recuperação e extração do polímero. Neste trabalhou teve-se por objetivo a melhoria das condições de cultivo para o crescimento e produção de P(3HB) por R. eutropha em diferentes temperaturas, seguido de um estudo de extração, caracterização e recuperação do polimero obtido. Os experimentos foram conduzidos em culturas em biorreator utilizando como microrganismo produtor a bactéria Ralstonia eutropha DSM 545. O processo foi dividido em duas fases sendo a primeira um crescimento balanceado e a segunda um crescimento desbalanceado com carência de nitrogênio para acúmulo intracelular do polímero. Primeiramente, a modelagem matemática do crescimento da bactéria foi utilizada para estimar os parâmetros: velocidade específica de crescimento ( max), tempo da fase lag ( ) e aumento logarítmico da população (A), posteriormente definiu-se a melhor temperatura de cultivo para o crescimento e produção de P(3HB) por Ralstonia eutropha. Os modelos de Gompertz Modificado e o Logístico foram ajustados às curvas de crescimento. O modelo que melhor se ajustou aos dados experimentais foi o Modelo de Gompertz Modificado. Não foi possível a obtenção de um modelo secundário que descrevesse a influência da temperatura sobre os parâmetros de crescimento µ, e A, nas diferentes temperaturas de cultivo testadas. A temperatura que proporcionou as melhores condições de cultivo tanto para o crescimento quanto para a produção de P(3HB) foi a temperatura de 32,5ºC, onde nesta condição obteve-se uma produção de P(3HB) de 70,3% em 26,5 horas de cultivo, com uma produtividade de 0,47 g.L-1h-1. O estudo da respirometria como alternativa para definição do estado fisiológico da célula e como ferramenta indicativa de limitações de nutrientes durante a produção de P(3HB) também foi realizado deste trabalho. Foi observado que, para concentrações de substrato inferiores a 12g/L, a cultura começa a sofrer uma desaceleração na sua velocidade específica de respiração (QO2), tornamdo-se um fator limitante na produção de P(3HB). Foi possível visualizar também, através do acompamamento da velocidade específica de respiração, o momento em que começa a ocorrer a limitação de nitrogênio e, consequentemente, o início da produção de P(3HB), isto é indicado através do início da sua desaceleração, o que passa a ser mais acentuado a partir do momento em que ocorre a exaustão do nitrogênio no meio. Como última parte deste estudo, foram realizados testes em diferentes condições de pré-tratamentos celular antes da extração, e testes durante a extração variando-se o tempo e a temperatura, utilizando como solvente o carbonato de propileno. Nesta etapa, observou-se que o melhor resultado foi obtido nas extrações realizadas com pré-tratamento de pH e temperatura de extração a 130ºC/30 min onde obte-se um peso molecular de 1,3.106g/mol, com uma recuperação e pureza de 96,3% e 94,6%. O conjunto de dados obtidos neste trabalho é bastante relevante para a melhoria do processo de produção de P(3HB) Polyhydroxyalkanoates (PHAs) are polymers synthesized by various microorganisms and stored as reserve of energy and carbon. Their production occurs under unbalanced growth conditions, such as limitation of nitrogen or phosphorus and excess of carbon source. Polyhydroxybutyrate (P(3HB)) is the most studied polymer among the PHAs since its physical properties are remarkably similar to those of polypropylene. The PHAs are important due to their biodegradability and also because the possibility to use them rather than petrochemical plastics. Although PHAs show ecological advantages over petrochemical plastics, their main disadvantage is the high cost of production, mainly due to the polymer substrate, recovery and extraction. In this work, the target was to improve the culture conditions for growth and production of P(3HB) by Ralstonia eutropha in different temperatures, following by the study of extraction, characterization and recovery of the polymeric obtained. The experiments were carried out in a bioreactor using Ralstonia eutropha DSM 545. The process was divided in two phases. The first phase was characterized by balanced growth conditions and the second one occurred under unbalanced growth conditions such as limitation of nitrogen in order to produce intracellular polymer accumulation. Firstly, the mathematical modeling of bacteria growth was used to estimate the following parameters: maximum specific growth rate ( max), time of lag phase ( ) and logarithmic increase of population (A). After, the best cultivation temperature was defined in order to produce P(3HB) by Ralstonia eutropha. The growth models "Modified Gompertz" and "Logistic" was fit to the growth curves. The best model fitted to the experimental data was Modified Gompertz. It was not possible to find a secondary model able to describe the influence of temperature over growth parameters µmax, and A in the different cultivation temperatures tested. The best cultivation temperature for growth and for P(3HB) production was 32.5°C, in which 70.3% of P(3HB) was produced in 26.5 hours of cultivation, with productivity of 0.47 g.L-1h-1. The respirometry study, as a alternative for definition of the physiologic state of the cell and also as a toll which give indication of nutrients limitation during the P(3HB) production, was done in this work too. It was observed that when the concentration of substrate was under 12g/L, the culture start to suffer a slowdown of its specific respiration rate (QO2), becoming itself a limiting factor of P(3HB) production. It was also possible to see, following the specific respiration rate, the exactly moment when begins the nitrogen limitation and, consequently, the P(3HB) production phase. This phase is indicated by the decrease of QO2 value, followed by the acceleration of this diminution when the exhaustion of nitrogen occurs in the media. In the last step of this study, tests were made in different conditions of cellular pre-treatment before extraction and tests were made during the extraction under different time and temperature conditions, using propylene carbonate as a solvent. In this step, it was observed that the best results was found when the extractions were made with pre-treatment of pH and temperature of extraction at 130°C/30 min which was obtained molecular weight of 1.3 x 106g/mol and recuperation and purity of the 96.3% and 94.6%, respectively. The set of the data obtained in this work is enough relevant to the improvement of the P (3HB) production process. .

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2011 / Made available in DSpace on 2012-10-26T06:24:11Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / A busca por novas alternativas para um uso mais sustentável nos cultivos agrícolas é de fundamental importância para uma produtividade economicamente viável e ecologicamente aceitável. Na agricultura atual o uso de inseticidas e imprescindível, não existe cultivo sem aplicação de um bom controle de pragas. No esforço de controlar os insetos, o uso de inseticidas representa gastos da ordem de bilhões de dólares. Os produtos mais utilizados para essa finalidade são os fosforados, piretróides e os organoclorados. Esses inseticidas químicos deixam resíduos, contaminam solos, rios e os alimentos. Como são de amplo espectro, matam todas as classes de insetos que provocam desequilíbrios ambientais. Além disso, o seu uso frequente causa resistência nos insetos, o que demanda constante de aplicações e em maiores quantidades. A necessidade de outros métodos mais eficientes e menos agressivos ao homem e ao ambiente tem estimulado a busca por novos inseticidas. Na natureza várias plantas apresentam compostos com ação inseticida e, na maioria das vezes, esses extratos botânicos têm um efeito tóxico somente contra o inseto. Uma dessas substâncias com ação tóxica sobre animais de sangue frio é a rotenona. Essa molécula chegou a ser muito utilizada como inseticida até a Segunda Guerra Mundial, quando substituída pelos inseticidas DDT, HCH e, mais tarde, pelos organofosforados. Ela faz parte de um grupo importante de metabólicos secundários provenientes dos isoflavónoides. São muitas as técnicas de extração desta biomolécula, mas elas são pouco estudadas em escala industrial. A necessidade de alternativas para o controle das pragas na agricultura aliada às técnicas sustentáveis que não agridam o meio ambiente e nem causem mal ao homem é de fundamental importância para o crescimento do setor. Assim, o objetivo deste trabalho foi estudar a obtenção de rotenona em escala industrial. O método de extração estudado foi de extração supercrítica com CO2 como solvente e etanol como cossolvente. Para determinação de qual espécie apresenta melhor rendimento de rotenona estudou-se duas espécies vegetais: Derris elliptica e Tephrosia candida. Foram realizados experimentos em escalas laboratoriais com testes exploratórios para a definição dos parâmetros utilizados na escala industrial. Os experimentos em escala industrial realizaram-se nas condições que apresentaram o melhor resultado na escala-piloto e com espécie vegetal com melhor rendimento de extrato de rotenona. Os resultados indicam que a espécie vegetal Derris elliptica apresentou maior rendimento em percentagem extrato (g/g). Na escala laboratorial obteve-se esse resultado com uma pressão de trabalho de 100 bar e 60 ?C com etanol 92,8?GL m em extratores de 30 litros.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciencias Agrarias. Programa de Pós-Graduação em Ciência dos Alimentos / Made available in DSpace on 2012-10-22T09:55:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 227381.pdf: 1040963 bytes, checksum: 0be953feaed43cabd9d4be1e1917eba8 (MD5)

Submitted by Nathália Faria da Silva (nathaliafsilva.ufv@gmail.com) on 2017-06-22T17:29:32Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 341030 bytes, checksum: 1b5e7d409baf894bdf4385f8712d1c21 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-22T17:29:32Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 341030 bytes, checksum: 1b5e7d409baf894bdf4385f8712d1c21 (MD5) Previous issue date: 2003-06-11 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / A busca de uma recomendação de adubação mais confiável e as dificuldades de extrapolação da mesma, resultou na criação de sistemas de recomendações de corretivos e adubação mais mecanísticos como, por exemplo, o FERTICALC que demanda informações referentes às taxas de recuperação do nutriente pelo extrator em função das doses adicionadas. Atualmente usam-se valores estimados uma vez que informações baseadas em dados reais são escassas. Nesse sentido, esta pesquisa teve o objetivo de determinar as taxas de recuperação de zinco e cobre pelos extratores Mehlich-1 (M-1), Mehlich-3 (M-3) e DTPA e de boro com água fervente e CaCl 2 fervente em quinze solos dos estados da Bahia e Minas Gerais, na ausência e na presença da calagem. Foram instalados três experimentos em casa de vegetação, utilizando tratamentos em esquema fatorial (6 x 2 + 9) x 6, correspondendo a seis solos com e sem calagem, nove solos sem calagem e seis doses de Zn, Cu e B. Os experimentos foram conduzidos separadamente para Zn, Cu e B, em blocos casualizados, com três repetições. As unidades experimentais foram constituídas por 0,6 dm3 de solo. A calagem foi calculada com base na análise de solo, seguindo a recomendação de calagem usada para o Estado de Minas Gerais. Após 15 dias de incubação receberam doses de Zn (0; 3; 6; 12; 18 e 30 mg dm -3 ), Cu (0; 2; 4; 8; 12 e 20 mg dm -3 ) e B (0; 1,5; 3; 6; 9 e 15 mg dm -3 ), fazendo-se uma nova incubação por um período de 45 dias. As fontes de Zn, Cu e B foram, respectivamente, ZnSO 4 .7H 2 O, CuSO 4 .5 H 2 O e H 3 BO 3 . Terminada a incubação, os teores de Zn e Cu foram determinados com M-1, M-3 e DTPA, dosados por espectrometria de absorção atômica. O B disponível foi extraído com água fervente e CaCl 2 5 mmol L -1 fervente sendo a dosagem feita com azometina-H. Os dados obtidos foram analisados estatisticamente, permitindo alcançar as seguintes conclusões: o Zn e o Cu recuperado pelo M-1, M-3 e o DTPA, e o B extraído do solo com água fervente e o CaCl 2 fervente, independente da calagem, aumenta linearmente com o aumento das doses aplicadas desses nutrientes aos solos. A capacidade de extração do Zn e Cu dos solos segue a seguinte ordem: M-1 > M-3 > DTPA. Os extratores M-3 e o DTPA são mais sensíveis à capacidade tampão (CT) do solo para Zn e Cu. Já para a calagem a sensibilidade é maior para o DTPA. Para o B, a água fervente é mais sensível à CT do solo para o B do que o CaCl 2 fervente. Os extratores água fervente e o CaCl 2 fervente não são sensíveis à calagem. Nos solos com calagem as taxas do Zn e Cu recuperado do solo pelos extratores M-1, M-3 e DTPA em comparação aos solos sem calagem são menores. As taxas de recuperação de Zn, Cu e B dos solos pelos extratores usados variam de acordo com os teores de matéria orgânica, quantidade e qualidade de argila, e pelo equivalente de umidade. Os extratores M-1, M-3 e DTPA foram altamente correlacionados entre si na extração de Zn e Cu, ocorrendo o mesmo com água fervente e o CaCl 2 fervente na extração do B do solo. / The search for recommending a more reliable fertilization, as well as the difficulties in its extrapolation have been resulted a number of more mechanistic recommendation systems for liming material and fertilization. One of these systems is FERTICALC, that requires information about the nutrient recovery rates by the extractor as a function of the added doses. Today, because the scarceness of information based on real data, the estimated values actually used. So, this study aimed to determine the recovery rates of zinc and copper by the extractors Mehlich-1 (M-1), Mehlich-3 (M-3) and DTPA, as well as boron by boiling water and boiling CaCl 2 , upon either the absence and presence of liming, in fifteen soils of Bahia and Minas Gerais states. Three experiments were set up under greenhouse conditions, by using the factorial scheme (6 x 2 + 9) x 6 which corresponded to six soils with and without liming, nine soils without liming and six doses of Zn, Cu and B. The experiments were separately carried out for Zn, ixCu and B. The randomized block design was used, with three replicates. The experimental units consisted of 0.6 dm3 soil. The liming, from which the calculation was based on soil analysis, and following the recommendation for Minas Gerais State. At 15 days under incubation, they were added the doses of Zn (0; 3; 6; 12; 18 and 30 mg/dm 3 ), Cu (0; 2; 4; 8; 12 and 20 mg/dm 3 ) and B (0; 1,5; 3; 6; 9 and 15 mg/dm 3 ); then they were subjected to a new incubation for a 45- day period. The sources of Zn, Cu and B were ZnSO 4 .7H 2 O, CuSO 4 .5 H 2 O and H 3 BO 3 , respectively. After incubation, the contents of Zn and Cu were determined with M-1, M-3 and DTPA, which were dosed by atomic absorption spectrometry. The available B was extracted by boiling water and boiling CaCl 2 5..mmol L -1 , and the dosage was made with azomethine-H. The data were statistically analyzed, and the following conclusions were drawn: the contents of Zn and Cu recovered by M-1, M-3 and DTPA, as well as that of B extracted by boiling water and boiling CaCl 2 , independent from liming, are linearly increased as those doses applied to the soils are increased. The extraction capacity for Zn and Cu in the soil follows the order: M-1> M-3> DTPA. The extractors M-3 and DTPA are more sensitive to the soil buffer capacity (BC) for Zn and Cu. In liming, however, the sensibility is higher for DTPA. The boiling water is more sensitive to soil BC for B than the boiling CaCl 2 . The extractors boiling water and boiling CaCl 2 showed not to be sensitive to liming. In soils with liming, the rates of Zn and Cu recovered from the soil by extractors M-1, M-3 and DTPA are lower, in relation to the soils without liming. The recovery rates of Zn, Cu and B from the soils by the extractors rather vary according to the organic matter contents, clay quantity and quality, and the moisture equivalent. The extractors M-1, M-3 and DTPA were highly correlated to each others in extraction of Zn and Cu, whereas the same occurred for boiling water and boiling CaCl 2 in extraction of B from the soil.

Submitted by Nathália Faria da Silva (nathaliafsilva.ufv@gmail.com) on 2017-06-23T19:45:48Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 290821 bytes, checksum: 6d94f08285f881eaf94010cf719ebcde (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-23T19:45:48Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 290821 bytes, checksum: 6d94f08285f881eaf94010cf719ebcde (MD5) Previous issue date: 2004-08-31 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Os objetivos deste trabalho foram determinar as taxas de recuperação de Fe e de Mn pelos extratores Mehlich-1, Mehlich-3 e DTPA; e modelar as variações dessas taxas em relação às características ligadas à capacidade tampão do solo. Foram realizados dois experimentos na Universidade Federal de Viçosa, utilizando 15 solos, seis dos quais foram estudados na ausência e presença de calagem e cada um recebeu seis doses dos micronutrientes Fe ou Mn, sendo que cada micronutriente foi considerado em um experimento diferente. Os experimentos foram montados simultaneamente, em delineamento em blocos casualizados, com três repetições. A extração foi feita com os métodos Mehlich-1, Mehlich-3 e DTPA e a dosagem por espectrofotometria de absorção atômica. Os teores de Fe e Mn recuperados pelo Mehlich-1, Mehlich-3 e DTPA aumentaram com o aumento das doses aplicadas desses nutrientes aos solos, sem ou com calagem. A capacidade de extração do Fe dos solos seguiu, nas médias dos solos, a seguinte ordem: Mehlich-1 > Mehlich-3 > DTPA, enquanto a capacidade de extração do Mn dos solos foi, nas médias dos solos: Mehlich-3 > Mehlich-1 > DTPA. Os teores obtidos pelos extratores Mehlich- 3 e DTPA foram os que mais variaram em relação à capacidade tampão do solo. Nos solos com calagem foram obtidas menores taxas de recuperação do Fe e do Mn. As taxas de recuperação de Fe e Mn dos solos pelos extratores usados estão relacionadas com os teores de matéria orgânica, de argila e com o equivalente de umidade. Apesar dos teores diferentes de Fe disponível, os extratores Mehlich-1, Mehlich-3 e DTPA estão altamente correlacionados uns com os outros, sugerindo uma capacidade preditiva semelhante com relação ao Fe disponível. No caso do Mn, somente existe correlação entre Mehlich-1 e DTPA nos solos sem calagem e entre Mehlich-3 e DTPA nos solos com calagem. / The increase of the demand for micronutrients in agriculture and the concern with the environmental impacts of the agricultural activity on the soil has been raising growing interest in the last years. The objectives of this work were to determine the recovery rates of Fe and Mn by the extractors Mehlich-1, Mehlich-3 and DTPA; and to model the variations of those rates in relation to the characteristics linked to the buffer capacity of the soil. Two experiments were set up at the Federal University of Viçosa, using 15 soils, six of which were studied in the presence and in the absence of liming and each one received six doses of the micronutrientes Fe or Mn, each micronutrient being considered in a different experiment. The experiments were simultaneously set in a randomized block design, with three replicates. The extraction was made with the methods Mehlich-1, Mehlich-3 and DTPA and the dosage by atomic absorption spectrophotometry. The contents of Fe and Mn recovered by Mehlich-1, Mehlich-3 and DTPA increased lineally with the increase of the applied doses of those nutrients to the soils, independently of liming. The soil Fe extraction capacity proceeded, on average, the following order: Mehlich-1> Mehlich-3> DTPA, while the soil Mn extraction capacity was, on average: Mehlich-3> Mehlich-1> DTPA. The contents obtained by the extractors Mehlich-3 and DTPA were the ones that varied most in relation to the ixsoils buffer capacity. In the soils with liming, smaller recovery rates of Fe and Mn were obtained. The recovery rates of soil Fe and Mn by the extractors are related with the contents of organic matter, clay and with the moisture equivalent. In spite of the different amounts of available Fe in the soils, the extractors Mehlich-1, Mehlich-3 and DTPA are highly correlated among them, suggesting a similar predictive capacity if it is considered the available Fe. In the case of Mn, correlation only exists between Mehlich-1 and DTPA in the soils without liming and among Mehlich-3 and DTPA in the soils with liming.

Submitted by Reginaldo Soares de Freitas (reginaldo.freitas@ufv.br) on 2016-05-03T10:39:13Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1889059 bytes, checksum: 5f167ed009a22e3dea67ed4450b8e916 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-03T10:39:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1889059 bytes, checksum: 5f167ed009a22e3dea67ed4450b8e916 (MD5) Previous issue date: 2015-03-26 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Descreve-se no presente trabalho um estudo detalhado do processo de sorção dos herbicidas paraquat (PQT2+), diquat (DQT2+) e difenzoquat (DFQT+) utilizando espuma de poliuretano (EPU) e resinas Amberlite® XAD-2 e XAD-4 como materiais sorventes. Os herbicidas (forma iônica) não foram sorvidos pelas resinas XAD e pela EPU devido à afinidade destes materiais por espécies com maior caráter apolar. Para a remoção dos compostos foi utilizada a estratégia de formação de associados-iônicos entre os herbicidas catiônicos e o ânion do surfactante dodecilsulfato de sódio (SDS), resultando em espécies que apresentam alta afinidade pela EPU e pelas resinas XAD. Os dados experimentais foram obtidos através das medições de soluções aquosas por espectrofotometria na região do ultravioleta. O estudo das condições (concentração de SDS, massa de sorvente, pH, força iônica, velocidade de agitação e concentração inicial de analito) permitiu compreender melhor a influência destes aspectos na remoção dos herbicidas. Foi desenvolvido também um método de tratamento da EPU para incorporação de SDS à fase sólida para posterior aplicação na extração dos herbicidas. Os compostos foram removidos com eficiência maior que 90% para todos os materiais sorventes com todas as condições otimizadas. Os processos de sorção foram caracterizados no equilíbrio pela aplicação de isotermas aos dados obtidos, apresentando melhor ajuste ao modelo de Freundlich. Na caracterização cinética, o modelo de pseudo-segunda-ordem apresentou melhor ajuste, descrevendo com eficiência os sistemas estudados. Verificou-se através da aplicação dos modelos cinéticos de Morris-Weber e Reichenberg, que a difusão intrapartícula controla o processo de sorção dos três herbicidas. Foram realizados também estudos computacionais como ferramenta para elucidar a estrutura dos associados-iônicos sorvidos pelas fases sólidas. / Is described in the present work a detailed study of the sorption process of the herbicides paraquat (PQT2+), diquat (DQT2+) and difenzoquat (DFQT+) using polyurethane foam (PUF) and resins Amberlite® XAD-2 and XAD-4 as sorbent materials. The herbicides (ionic form) were not sorbed by resins XAD and PUF due to the affinity of these materials by species with higher nonpolar character. For removal of the compounds was adopted the strategy of ion-associate formation between the cationic herbicides and the anion of the surfactant sodium dodecyl sulfate (SDS), resulting in species with high affinity for PUF and XAD resin. The experimental data were obtained from measurements of aqueous solutions by spectrophotometry in the ultraviolet region. The study of the conditions (concentration of SDS, sorbent mass, pH, ionic strength, shaking speed and initial concentration of analyte) allowed better understand the influence of these aspects in the removal of the herbicides. It was also developed a method for the treatment of the PUF for incorporation of SDS to the solid phase for subsequent application in the extraction of the herbicides. The compounds were removed with efficiency higher than 90% for all sorbent materials considering all parameters optimized. The sorption processes were characterized at equilibrium by application of isotherms to the obtained data, revealing better fit to the Freundlich model. In kinetic characterization, the pseudo-second-order model showed better fit, describing effectively the studied systems. It has been found through application of Morris-Weber and Reichenberg kinetic models, that the intraparticle diffusion controls the sorption process of the three herbicides. Computational studies were also performed as tool to elucidate the structure of the ion-associates sorbed by solid phases.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2017 / Made available in DSpace on 2017-09-05T04:04:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 347267.pdf: 3144062 bytes, checksum: 334780a15fcef1f70f18c0ee82c7f94e (MD5) Previous issue date: 2017 / Abstract: Microalgae have emerged as a source of a wide range of compounds, which enable the development of a variety of products for pharmaceutical, nutraceutical and cosmetic industries. The extraction of these natural compounds is essential for the commercialization of these high value compounds (HVPs) from microalgae. The success of the extraction depends on the affinity of the compounds with the solvent used in the process that should be suitable for the extraction of value compounds. In this context, this thesis is addressed to the extraction of compounds from the biomass from three marine microalgae species (Phaeodactylum tricornutum, Nannochloropsis oculata and Porphyridium cruentum), using subcritical n-butane for the obtainment of the crude extracts. In order to compare and evaluate the affinity of n- butane with the extracted compounds, were also applied to each microalgae biomass, organic solvent extraction through Soxhlet method (AOAC 963.15) and supercritical extraction using CO2 (SC-CO2) as solvent. For the obtainment of the biomass needed for the extraction experiments, the microalgae cultivation and the steps of harvesting, washing and drying of biomass were performed. With the obtainment of the dry biomass, the chemical composition was determined (moisture, ashes, proteins, carbohydrates, lipids and fatty acids profile) for each species. The proposed extraction methods were applied to the three different microalgae biomass, and the fatty acids composition of the extracts obtained by each method were compared. The same extracts obtained by SC-CO2 and subcritical n-butane were evaluated regarding to their antioxidant activities using DPPH radical scavenging assay. The total carotenoids content was also quantified by UV-visible (UV-vis) and the results correlated. Furthermore, a case study was developed for the harvesting step at pilot scale, using the protozoan Tetrahymena as flocculant agent in microalgal cultures of Chlorella sorokiniana 8-C4 (australian local strain). From the results obtained from the chemical composition of each microalgae cultivated for the extraction experiments, these species were suggested for the enhancement of food products considering their respective nutritional benefits. Comparing the extraction methods used, subcritical n-butane extracted higher percentages of polyunsaturated fatty acids (?3 and ?6) than supercritical CO2, and in some cases reached higher affinity with these compounds than the organic solvent, showing it to be a suitable method for the extraction of high value fatty acids (i.e. eicosapentaenoic acid, docosahexaenoic acid, arachidonic acid). The extracts obtained by CO2 and n-butane as solvents presented antioxidant activity values against the radical 2,2-diphenyl-1-picrylhydrazyl (DPPH), where the subcritical n-butane extract of P. cruentum presented the highest capacity to scavenge DPPH, showing value close to the synthetic antioxidant butylated hydroxytoluene (BHT). Moreover, the correlation between the antioxidant activity results and carotenoids content was considered significant (R2=0.8021) between the obtained extracts, independent of the method used. In the case study about the application of the protozoan Tetrahymena as bioflocculant in microalgal cultures of C. sorokiniana, was possible to obtain an OD750 concentration profile along the flocculator developed for the assays. From the verified OD750 profile a gradient of suspended solids (algal cells) was demonstrated along the cylinder, however the expected efficiency was not achieved, suggesting the performance of more experimentation towards the optimization of this biomass pre-concentration process, which is still in early stages of research.<br> / Resumo expandido: As microalgas têm emergido como fonte de vasta gama de compostos que possibilitam o desenvolvimento de grande variedade de produtos, desde biocombustíveis até produtos de alto valor agregado. A extração de compostos da biomassa é uma etapa essencial para a comercialização de produtos a partir das microalgas, e seu sucesso depende da afinidade dos compostos em questão com o solvente utilizado no processo. Neste contexto, a presente tese trata da extração de compostos da biomassa de três espécies de microalgas marinhas (Phaeodactylum tricornutum, Nannochloropsis oculata e Porphyridium cruentum) utilizando n-butano subcrítico como solvente na obtenção dos extratos brutos. Com o intuito de comparar e avaliar a afinidade do n-butano com os compostos extraídos, também foram aplicados à biomassa de cada espécie, extração com solvente orgânico através do método de Soxhlet (AOAC 963.15) e extração supercrítica utilizando CO2 (SC-CO2). Para a obtenção da biomassa necessária para os experimentos de extração, foram desenvolvidos os cultivos das microalgas e as etapas de separação, lavagem e secagem da biomassa. Com a obtenção da biomassa seca, foi determinada a composição química (umidade, cinzas, proteínas, carboidratos, lipídios e perfil de ácidos graxos) de cada espécie. Foram aplicados os três diferentes métodos de extração propostos, onde foi comparada a composição de ácidos graxos dos extratos obtidos por cada método de extração das três espécies produzidas. Os mesmos extratos obtidos via SC-CO2 e n-butano subcrítico foram avaliados quanto as suas atividades antioxidantes utilizando o radical 2,2-difenil-1- picrilhidrazil (DPPH) como método de determinação. Os resultados de atividade antioxidante foram correlacionados com os valores conteúdos de carotenóides totais, quantificados por UV-visível (UV-vis). Além disso, foi desenvolvido um estudo de caso em escala piloto para a etapa de separação da biomassa, onde foi utilizado o protozoário Tetrahymena como agente floculador em culturas da microalga Chlorella sorokiniana 8-C4 (espécie local australiana). A partir dos resultados sobre a composição química da biomassa de cada microalga produzida para os experimentos de extração, espécies foram sugeridas para o enriquecimento de alimentos considerando seus respectivos benefícios nutricionais. Comparando-se os métodos de extração utilizados, n- butano subcrítico extraiu as maiores porcentagens de ácidos graxos poli- insaturados (?3 e ?6) do que CO2 supercrítico e em alguns casos obteve maior afinidade com estes compostos do que o solvente orgânico, mostrando-se um método adequado para a extração de ácidos graxos de alto valor agregado (ácido eicosapentaenóico, ácido docosahexaenóico, ácido araquidônico, por exemplo). Os extratos obtidos através de SC- CO2 e n-butano apresentaram diferentes níveis de atividade antioxidante frente ao radical DPPH, onde o extrato obtido da microalga P. cruentum utilizando n-butano como solvente apresentou a maior capacidade de sequestro do radical DPPH, apresentando valor mais próximo ao antioxidante sintético hidroxitolueno butilato (BHT). Ainda, a correlação entre os resultados de atividade antioxidante e conteúdo de carotenóides foi considerada significante (R2 = 0.8021) entre os extratos obtidos, independentemente do método utilizado. No estudo de caso da aplicação do protozoário Tetrahymena como biofloculante em culturas da microalga C. sorokiniana, foi possível a obtenção de um perfil de concentração de OD750, ao longo do floculador desenvolvido para os testes. A partir do perfil de OD750 constatado foi demostrado um gradiente de sólidos suspensos (células algais) ao longo do cilindro, no entanto a eficiência esperada no processo não foi atingida, o que sugere a realização de mais experimentações na busca da otimização deste processo de pré-concentração da biomassa, que ainda se encontra em estágio inicial de pesquisa.