Orientador: Celso Valentim Santilli / Banca: Leila Aparecida Chiavacci Favorin / Banca: Eduardo Ferreira Molina / Resumo: Neste trabalho a metodologia sol-gel foi utilizada para a preparação de materiais híbridos orgânico-inorgânicos (HOI) à base de óxido de poli-etileno (PEO), ligado de forma covalente com o agente acoplador 3(isocianatopropil) - trietoxisilano (IsoTREOS) conjugados com um material zeolítico do tipo MFI, visando aplicações como catalisador para a reação de acetilação do glicerol e assim agregar valor a esse coproduto gerado na produção do biodiesel. O objetivo desta dissertação é demonstrar que o sinergismo entre híbridos do tipo siloxano-poliéter e as zeólitas pode ser explorado na produção de hidrogéis com atividade catalítica. As análises por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) evidenciaram a homogeneidade na dispersão do material zeolítico na matriz híbrida Os difratogramas de raios-X apresentaram os picos característicos da estrutura cristalina da zeolita ZSM-5 após a conjugação com a matriz U-PEO. Os resultados de Calorimetria Diferencial de Varredura (DSC) revelaram que não ocorre uma mudança significativa na temperatura de transição vítrea (Tg), após a conjugação da matriz híbrida com a zeólita e revelaram uma diminuição do pico endotérmico associado à fusão dos domínios cristalinos do PEO1900, indicando uma possível interação matriz-zeólita. As análises por Espectroscopia no Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) confirmaram a interação entre a matriz híbrida e a zeólita pelo deslocamento das bandas associadas ao oxigênio tipo éter não coordenado. Medid... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In this work the sol-gel methodology was used for the preparation of organic-inorganic hybrid (HOI) materials based on polyethylene oxide (PEO) - covalently bonded with the coupling agent 3 (isocyanatopropyl) triethoxysilane (IsoTREOS) conjugate with a zeolitic material of the MFI type, aiming at applications as catalyst for glycerol acetylation reaction and thus add value to this byproduct generated in biodiesel production. The objective of this dissertation is to demonstrate that the synergism between siloxane-polyether hybrids and zeolites can be explored in the production of catalytic activity hydrogels. Scanning Electron Microscopy (SEM) analyzes showed homogeneity in the dispersion of zeolite material in the hybrid matrix. XDR patterns showed the characteristic peaks of the ZSM-5 zeolite crystal structure after conjugation with the U-PEO matrix. Differential Scanning Calorimetry (DSC) results revealed that no significant change in glass transition temperature (Tg) occurs after conjugation of hybrid matrix with zeolite and revealed a decrease in endothermic peak associated with fusion of crystalline domains of PEO1900., indicating a possible matrix-zeolite interaction. Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) analyzes confirmed the interaction between the hybrid matrix and zeolite by shifting the bands associated with uncoordinated ether oxygen. Small-angle X-ray Scattering (SAXS) measurements showed that the starting reagents in the solketal production reaction w... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre

O presente trabalho de pesquisa teve como objetivo principal avaliar o efeito da carga orgânica volumétrica aplicada (COVA) na produção de hidrogênio usando o reator AnSBBR com recirculação operado em batelada e biomassa imobilizada. Para este efeito, o reator foi operado a 30ºC com dois tempos de ciclo (3 e 4 h), alimentado com três concentrações afluentes (3000, 4000 e 5000 mgDQO.L-1), uma velocidade de recirculação de 30 L.h-1, usando glicerol como única fonte de carbono e a biomassa de uma estação de tratamento de abatedouro de aves. A combinação destes fatores fez com que o reator fosse operado com seis cargas orgânicas volumétricas aplicadas diferentes (7565, 9764, 12911, 10319, 13327 e 16216 mgDQO.L-1.d-1). Os resultados mostraram que não existiu uma tendência clara entre a carga orgânica aplicada e a produção de hidrogênio. Porém, os melhores resultados quanto à produção de hidrogênio foram atingidos quando o reator foi operado com 4 horas de tempo de ciclo e alimentado com uma concentração afluente de 5000 mgDQO.L-1 (COVA de 12911 mgDQO.L-1.d-1), sendo sua produtividade molar média de hidrogênio (PrM) de 67,5 molH2.m-3.d-1. Esta condição também atingiu o melhor rendimento molar de hidrogênio por carga orgânica aplicada RMCAS,m e o melhor rendimento molar de hidrogênio por carga orgânica removida (RMCRS,m), sendo estes de 5,2 e 21,1 molH2.kgDQO-1, respectivamente. Adicionalmente foi estudada a diferença na produção de hidrogênio entre o uso de biomassa pré-tratada e não tratada termicamente, cuja análise de variância (ANOVA) mostrou que a diferença não foi estatisticamente significativa. Finalmente o reator foi operado usando glicerina bruta industrial para comparar os resultados com aqueles obtidos operando com glicerol, observando-se uma clara desvantagem na produção de hidrogênio quando foi usada glicerina bruta. Em geral, o reator AnSBBR operado em batelada sequencial apresentou resultados promissores na produção de hidrogênio usando glicerol como fonte de carbono, porém estudos mais profundos ainda são necessários no intuito de otimizar o sistema para a utilização de glicerina bruta. / This study evaluated the influence of applied volumetric organic load on biohydrogen production in an anaerobic sequencing batch biofilm reactor (AnSBBR) with 3.5 L of liquid medium and treating 1.5 L of glycerin based wastewater per cycle at 30ºC. The reactor was operated with two cycle periods (3 and 4 hours), three influent concentrations (3000, 4000 and 5000 mgCOD.L-1), recirculation rate of 30 L.h-1 and an inoculum from a poultry slaughterhouse. Six applied volumetric organic loads (AVOLCT) were generated from the combination of cycle period and influent concentrations (7565, 9764, 12911, 10319, 13327 e 16216 mgCOD.L-1.d-1). There was not a clear relation between the applied volumetric organic load and hydrogen production. However, the highest hydrogen molar production (MPr: 67.5 molH2.m-3 .d-1) was reached when the reactor was operated with a cycle period of 4 h and an influent concentration of 5000 mgCOD.L-1 (AVOLCT: 12911 mgCOD.L-1. d-1). This condition also reached the highest molar yield per removed load based on organic matter (MYRLC,m: 5.2 molH2.kgCOD-1) and the highest molar yield per applied load based on organic matter (MYALC,m: 21.1 molH2.kgCOD-1). In addition, it was studied whether existed or not a statistical significant difference on molar productivity averages pre-treating and not pre-treating the inoculum. It was observed that this was not statistically significant (p>0.05). Finally, the reactor was operated using crude glycerol as a sole source of carbon to evaluate hydrogen production. The disadvantage on hydrogen production when crude glycerol was used comparing to pure glycerol was clearly observed. The AnSBBR used on hydrogen production experiments operated with pure glycerol as a sole carbon XIV source showed an important potential. Nevertheless, additional studies are required in order to optimize results.

Dois experimentos foram conduzidos com o objetivo de identificar a resposta metabólica dos animais consumindo dietas contendo glicerina e verificar o efeito deste ingrediente em alguns parâmetros sanguíneos. No Experimento I foram ultilizados 100 frangos de corte com 20 dias de idade, alojados em gaiolas de metabolismo, distribuídos em um delineamento inteiramente aleatorizado, com 5 tratamentos, 4 repetições e 5 aves por gaiola. Os tratamentos consistiram de uma dieta controle, formulada à base de milho e farelo de soja, e outras quatro dietas formuladas com 2,5%, 5,0%, 7,5% e 10,0% de glicerina de biodiesel. A glicerina continha 83,63% de glicerol, 1,83% de sódio e 397 mg/Kg de metanol e foi considerado o valor energético de 3.258 kcal EMAn/kg. As dietas foram isoenergéticas e com valores ajustados dos demais nutrientes. Para os parâmetros sanguíneos (colesterol e triglicerídeos), concentração de glicerol no fígado e peso do fígado não houve efeito significativo (P>0,05) da inclusão de glicerina. A concentração de glicerol no soro das aves consumindo 10% de glicerina aumentou nos primeiros 9 dias de ingestão da dieta (P<0,05), retornando ao nível do controle. No Experimento II, de 1 a 42 dias de idade, foram utlizados 160 frangos de corte, distribuídos em um delineamento inteiramente aleatorizado com 5 tratamentos e 4 repetições. Os tratamentos utilizados foram semelhantes aos descritos no Experimento I. Na primeira fase, grupos de 8 aves foram criadas em gaiolas de metabolismo providas de aquecimento. Na segunda fase, a partir dos 21 dias de idade, as aves foram transferidas de gaiolas e mantidas 4 aves por grupo. As gaiolas eram equipadas com bandeja para coleta de excretas e comedouro e bebedouro tipo calha. Houve um aumento significativo (P<0,05) da ingestão de água pelas aves alimentadas com 7,5% e 10,0% de glicerina no 4° e 8° dias de idade. O consumo de ração aumentou (P<0,05) no 8° e 12° dias de idade das aves nos tratamentos com 2,5% e 7,5% de glicerina e houve redução do consumo com 10,0% de glicerina. A umidade das excretas aumentou (P<0,05) para dietas contendo 5,0%, 7,5% e 10,0% de glicerina no 16° e 20° dias de idade. As diferenças não foram significativas para essas variáveis nas idades. Não houve diferença (P>0,05) para a umidade do conteúdo ileal das aves aos 42 dias. Houve efeito linear (P<0,01) dos níveis de glicerina, aumentando a profundidade de cripta e reduzindo a relação vilo:cripta, sem afetar o comprimento da vilosidade. Níveis elevados de glicerina na ração podem induzir alterações metabólicas em frangos de corte com aumento do glicerol sanguíneo, do consumo de água, da umidade das excretas e da taxa de reposição celular do epitélio intestinal. / Two experiments were conducted with the objective of identifying the metabolic response of chickens fed diets containing glycerin and verify the effect of this ingredient in some blood parameters. In Experiment I, 100 broilers with 20 days of age were housed in metabolism cages and distributed in a completely randomized design with 5 treatments, 4 replications and 5 birds per cage. Treatments consisted of a control diet, based on corn and soybean meal, and four other diets with 2.5%, 5.0%, 7.5% and 10.0% biodiesel glycerin. The glycerin contained 83.63% glycerol, 1.83% sodium and 397 mg/kg of methanol and the metabolizable energy value of 3.258 kcal/kg was considered for formulation. The diets were isoenergetic and with values adjusted for the other nutrientes. For the blood parameters (cholesterol and triglycerides), glycerol concentration in the liver and liver weight there was no significant effect (P>0.05) of inclusion of glycerin. The glycerol concentration in the serum of birds consuming 10% glycerin increased during the first 9 days of ingestion of diet (P<0.05), then returning to the level of the control until 35 d of age. In Experiment II, from 1 to 42 days of age, 160 chicks were distributed in a completely randomized design with 5 treatments and 4 replications. The treatments were similar to those described in Experiment I. In the first phase, groups of 8 birds were raised in heated brooders. In the second phase, from 21 to 42 d of age, the birds were transferred of cages and maintained in groups of 4 birds. The cages were equipped with a tray for excreta collection and trough type feeder and drinker. There was a significant increase (P<0.05) in water intake in birds fed 7.5% and 10.0% of glycerin on the 4th and 8th days. The feed intake increased (P<0.05) on the 8th and 12th daysfor the birds in treatments with 2.5% and 7.5% of glycerin and there was a decrease d consumption with 10.0% glycerin. The moisture of the excreta increased (P<0.05) for diets containing 5.0%, 7.5% and 10.0% glycerin at the 16th and 20th days old. The differences were not significant for these variables at the other ages. There was no difference (P>0.05) for moisture in the ileal contents of birds at 42 days. There was a linear effect (P<0.01) of the levels of glycerin, increasing crypt depth and reducing the ratio villus:crypt ratio, without affecting the length of the villi. High levels of glycerin in the diet may induce metabolic changes in broilers with increase in blood glycerol, water consumption, moisture of the excreta and in the rate of cell replacement in the intestinal epithelium.

O presente trabalho de pesquisa teve como objetivo principal avaliar o efeito da carga orgânica volumétrica aplicada (COVA) na produção de hidrogênio usando o reator AnSBBR com recirculação operado em batelada e biomassa imobilizada. Para este efeito, o reator foi operado a 30ºC com dois tempos de ciclo (3 e 4 h), alimentado com três concentrações afluentes (3000, 4000 e 5000 mgDQO.L-1), uma velocidade de recirculação de 30 L.h-1, usando glicerol como única fonte de carbono e a biomassa de uma estação de tratamento de abatedouro de aves. A combinação destes fatores fez com que o reator fosse operado com seis cargas orgânicas volumétricas aplicadas diferentes (7565, 9764, 12911, 10319, 13327 e 16216 mgDQO.L-1.d-1). Os resultados mostraram que não existiu uma tendência clara entre a carga orgânica aplicada e a produção de hidrogênio. Porém, os melhores resultados quanto à produção de hidrogênio foram atingidos quando o reator foi operado com 4 horas de tempo de ciclo e alimentado com uma concentração afluente de 5000 mgDQO.L-1 (COVA de 12911 mgDQO.L-1.d-1), sendo sua produtividade molar média de hidrogênio (PrM) de 67,5 molH2.m-3.d-1. Esta condição também atingiu o melhor rendimento molar de hidrogênio por carga orgânica aplicada RMCAS,m e o melhor rendimento molar de hidrogênio por carga orgânica removida (RMCRS,m), sendo estes de 5,2 e 21,1 molH2.kgDQO-1, respectivamente. Adicionalmente foi estudada a diferença na produção de hidrogênio entre o uso de biomassa pré-tratada e não tratada termicamente, cuja análise de variância (ANOVA) mostrou que a diferença não foi estatisticamente significativa. Finalmente o reator foi operado usando glicerina bruta industrial para comparar os resultados com aqueles obtidos operando com glicerol, observando-se uma clara desvantagem na produção de hidrogênio quando foi usada glicerina bruta. Em geral, o reator AnSBBR operado em batelada sequencial apresentou resultados promissores na produção de hidrogênio usando glicerol como fonte de carbono, porém estudos mais profundos ainda são necessários no intuito de otimizar o sistema para a utilização de glicerina bruta. / This study evaluated the influence of applied volumetric organic load on biohydrogen production in an anaerobic sequencing batch biofilm reactor (AnSBBR) with 3.5 L of liquid medium and treating 1.5 L of glycerin based wastewater per cycle at 30ºC. The reactor was operated with two cycle periods (3 and 4 hours), three influent concentrations (3000, 4000 and 5000 mgCOD.L-1), recirculation rate of 30 L.h-1 and an inoculum from a poultry slaughterhouse. Six applied volumetric organic loads (AVOLCT) were generated from the combination of cycle period and influent concentrations (7565, 9764, 12911, 10319, 13327 e 16216 mgCOD.L-1.d-1). There was not a clear relation between the applied volumetric organic load and hydrogen production. However, the highest hydrogen molar production (MPr: 67.5 molH2.m-3 .d-1) was reached when the reactor was operated with a cycle period of 4 h and an influent concentration of 5000 mgCOD.L-1 (AVOLCT: 12911 mgCOD.L-1. d-1). This condition also reached the highest molar yield per removed load based on organic matter (MYRLC,m: 5.2 molH2.kgCOD-1) and the highest molar yield per applied load based on organic matter (MYALC,m: 21.1 molH2.kgCOD-1). In addition, it was studied whether existed or not a statistical significant difference on molar productivity averages pre-treating and not pre-treating the inoculum. It was observed that this was not statistically significant (p>0.05). Finally, the reactor was operated using crude glycerol as a sole source of carbon to evaluate hydrogen production. The disadvantage on hydrogen production when crude glycerol was used comparing to pure glycerol was clearly observed. The AnSBBR used on hydrogen production experiments operated with pure glycerol as a sole carbon XIV source showed an important potential. Nevertheless, additional studies are required in order to optimize results.

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O monitoramento contínuo é de suma importância para reduzir tais irregularidades, exigindo, portanto, métodos analíticos confiáveis, que devem ser simples, rápidos, minimizando o consumo de reagentes e geração de resíduos. Nesse sentido, os sistemas em fluxo podem contribuir por meio de manipulação automatizada de amostras e reagentes em sistemas fechados em condições reprodutíveis. O metanol e o glicerol são, respectivamente, reagente e coproduto da transesterificação, processo mais comum de obtenção de biodiesel. O excesso de metanol no biodiesel pode provocar corrosão de partes metálicas do motor, aumento do número de cetanos, além de poder modificar o ponto de fulgor do biodiesel. Já o alto teor de glicerol pode provocar problemas de armazenamento, danos ao motor, formação de depósitos, entupimentos dos bicos injetores e sua combustão pode gerar problemas ambientais. No presente trabalho, foram realizadas duas propostas de sistemas em linha para contribuir com o controle de qualidade de biodiesel. Um módulo foi desenvolvido para preparo de amostra em linha explorando extração líquido-líquido de etanol em biodiesel em meio aquoso. E, um segundo módulo foi elaborado para determinação de metanol e glicerol total em amostras de biodiesel. A extração líquido-líquido foi realizada em uma câmara de vidro acoplada às linhas de fluxo e o gerenciamento das soluções foi promovido por computador e válvulas solenóides de três vias. A eficiência da extração foi avaliada juntamente com parâmetros como número de extrações, tempo de agitação da mistura, fracionamento do volume da amostra e substituição da solução extratora por solução salina. É possível explorar o potencial do módulo construído para extrações líquido-líquido envolvendo matrizes semelhantes ao biodiesel e analitos com características semelhantes às do etanol. Também é possível empregar o módulo desenvolvido para estratégias de pré-concentração do analito no meio extrator a partir da injeção de novas alíquotas de amostra na câmara de extração. Dessa forma, todas as etapas da extração líquido-líquido podem ser mecanizadas, reduzindo a manipulação humana. A segunda etapa do trabalho consistiu na construção de um módulo para determinação simultânea de metanol e glicerol total em amostras de biodiesel empregando 1,2-naftoquinona-4-sulfonato de sódio (NQS) e detecção espectrofotométrica (453 nm). Não foram obtidas figuras de mérito satisfatórias para determinação de metanol na amostra em estudo. Para determinação de glicerol total, empregou-se um diagrama FIA com injetor comutador e solução carregadora de NaOH em meio aquoso (0,003 mol L-1), 300 µL de solução de glicerol e reagente NQS (7,5 x 10-3 mol L-1) cada. O comprimento da bobina era 100 cm, vazão do carregador de 3,90 mL min-1 e pH do meio em 12. A faixa linear obtida foi de 0,15 a 1,00 % v/v em glicerol, quando pré-concentração do analito não foi realizada. Os resultados encontrados através do método proposto concordaram com os resultados do método de referência ao nível de confiança de 95% e estiveram no intervalo de média robusta ± 3s. Diferentes amostras de biodiesel foram analisadas após procedimento de pré-concentração pelo método proposto e o teor de glicerol encontrado variou de (0,059 ± 0,005) a (0,240 ± 0,005) % (m/m). / Automotive fuels require quality control to ensure the best use of energy with minimal environmental pollution. Fuel characteristics can be modified by unsuitable transportation, storage and handling as well as adulteration. The continuous monitoring is extremely important to reduce such irregularities, requiring, therefore reliable analytical methods, which must be simple, fast, minimizing reagent consumption and waste generation. In this sense, flow systems can contribute through automated handling of samples and reagents in closed systems under reproducible conditions. Methanol and glycerol are, respectively, reagent and coproduct of transesterification, the most common process for biodiesel obtaining. The excess of methanol in biodiesel can cause corrosion of metal parts of the engine, increase of the cetane number, and it can modify the flash point of biodiesel. The high content of glycerol can cause storage problems, engine damage, formation of deposits, clogging of nozzles and its combustion can generate environmental problems. In this work, two proposals of flow systems were performed to contribute to the biodiesel quality control. A module was developed for on-line sample preparation by exploring liquid-liquid ethanol extraction from biodiesel in aqueous medium. Besides, a second module was developed for determination of methanol and total glycerol in biodiesel samples. The liquid-liquid extraction was performed in a glass chamber coupled with the flow lines and the management of the solutions was performed by a computer and three-way solenoid valves. The extraction efficiency was evaluated along with parameters such as number of extractions, time of mixture stirring, fractioning of the sample volume and replacement of the extraction solution by saline solution. It´s possible to explore the potential of the built module for liquid-liquid extractions involving matrices similar to biodiesel and analytes with characteristics similar to ethanol ones. It’s also possible to employ the developed module for strategies of analyte pre-concentration in the extractor by injection of new aliquots of the sample through the extraction chamber. Thus, all stages of liquid-liquid extraction can be mechanized resulting in an human manipulation reduction. The second stage of the work consisted in building a module for simultaneous determination of methanol and total glycerol in biodiesel samples by using sodium 1,2-naphthoquinone-4-sulfonate (NQS) and spectrophotometric detection (453 nm). No satisfactory figures of merit were obtained for determination of methanol in the target sample. For total glycerol determination, it was employed a FIA diagram with switch injector and NaOH aqueous solution (0,003 mol L-1) as carrier, 300 µL of a glycerol solution and reagent NQS (7.5 x 10-3 mol L-1) each of them. The coil length was 100 cm, the carrier flow of 3.90 ml min-1 and medium pH of 12. The linear range obtained was between 0.15 to 1.00% v/v in glycerol when pre-concentration of the analyte was not performed. The obtained results through the proposed method agreed with the results of the reference method at a confidence level of 95% and they were in the range of robust mean ± 3s. Different biodiesel samples were analyzed by the proposed method after pre-concentration and the glycerol content found varied from (0.059 ± 0.005) to (0.240 ± 0.005) % (m/m

The objective was to study the ingestive behavior, forage intake and pasture characteristics when beef heifers are kept exclusively in ryegrass pasture (Lolium multiflorum Lam.) or receiving cracked corn grain as a supplement (0.9% of body weight (BW )) with or without addition of crude glycerin (0.2% CP). Experimental animals were Angus heifers with initial age and body weight of eight months and 166.2 ± 9.5 kg, respectively. The grazing method was continuous with variable number of animals. The experimental design was completely randomized with repeated measures. The grazing method was continuous with variable number of animals. The experimental design was completely randomized with repeated measures. Heifers that received crude glycerin as supplement had longer trough time (min.) than heifers that received only cracked corn grain. The dry matter intake was estimated using chromium oxide technique as an indicator of fecal output. Heifers ingested similar amount of dry matter and neutral detergent fiber. The forage intake was 19.0% higher when the heifers remained exclusively in ryegrass pasture. The reduction in dry matter intake of forage by heifers receiving supplement provided increase of 38.2% in the stocking rate. / Objetivou-se estudar o comportamento ingestivo, ingestão de forragem e características da pastagem quando bezerras de corte são mantidas exclusivamente em pastagem de azevém (Lolium multiflorum Lam.) ou recebendo grão de milho quebrado como suplemento (0,9% do peso corporal (PC)) com ou sem adição de glicerina bruta (0,2% PC). Os animais experimentais foram bezerras Angus com idade e peso iniciais de oito meses e 166,2±9,5 kg, respectivamente. O método de pastejo foi contínuo, com número variável de animais. O delineamento experimental foi inteiramente casualizado, com medidas repetidas no tempo. As bezerras que receberam glicerina bruta como suplemento apresentaram maior tempo de cocho (min.) que as bezerras que receberam apenas grão de milho quebrado. O consumo de matéria seca foi estimado por meio de técnica do óxido de cromo como indicador da produção fecal. As bezerras ingeriram semelhante quantidade de matéria seca e fibra em detergente neutro. O consumo de forragem foi 19,0% maior quando as bezerras permaneceram exclusivamente em pastejo de azevém. A redução na ingestão de matéria seca da forragem pelas bezerras que receberam suplemento proporcionou incremento de 38,2% na taxa de lotação.

Dois experimentos foram conduzidos com o objetivo de identificar a resposta metabólica dos animais consumindo dietas contendo glicerina e verificar o efeito deste ingrediente em alguns parâmetros sanguíneos. No Experimento I foram ultilizados 100 frangos de corte com 20 dias de idade, alojados em gaiolas de metabolismo, distribuídos em um delineamento inteiramente aleatorizado, com 5 tratamentos, 4 repetições e 5 aves por gaiola. Os tratamentos consistiram de uma dieta controle, formulada à base de milho e farelo de soja, e outras quatro dietas formuladas com 2,5%, 5,0%, 7,5% e 10,0% de glicerina de biodiesel. A glicerina continha 83,63% de glicerol, 1,83% de sódio e 397 mg/Kg de metanol e foi considerado o valor energético de 3.258 kcal EMAn/kg. As dietas foram isoenergéticas e com valores ajustados dos demais nutrientes. Para os parâmetros sanguíneos (colesterol e triglicerídeos), concentração de glicerol no fígado e peso do fígado não houve efeito significativo (P>0,05) da inclusão de glicerina. A concentração de glicerol no soro das aves consumindo 10% de glicerina aumentou nos primeiros 9 dias de ingestão da dieta (P<0,05), retornando ao nível do controle. No Experimento II, de 1 a 42 dias de idade, foram utlizados 160 frangos de corte, distribuídos em um delineamento inteiramente aleatorizado com 5 tratamentos e 4 repetições. Os tratamentos utilizados foram semelhantes aos descritos no Experimento I. Na primeira fase, grupos de 8 aves foram criadas em gaiolas de metabolismo providas de aquecimento. Na segunda fase, a partir dos 21 dias de idade, as aves foram transferidas de gaiolas e mantidas 4 aves por grupo. As gaiolas eram equipadas com bandeja para coleta de excretas e comedouro e bebedouro tipo calha. Houve um aumento significativo (P<0,05) da ingestão de água pelas aves alimentadas com 7,5% e 10,0% de glicerina no 4° e 8° dias de idade. O consumo de ração aumentou (P<0,05) no 8° e 12° dias de idade das aves nos tratamentos com 2,5% e 7,5% de glicerina e houve redução do consumo com 10,0% de glicerina. A umidade das excretas aumentou (P<0,05) para dietas contendo 5,0%, 7,5% e 10,0% de glicerina no 16° e 20° dias de idade. As diferenças não foram significativas para essas variáveis nas idades. Não houve diferença (P>0,05) para a umidade do conteúdo ileal das aves aos 42 dias. Houve efeito linear (P<0,01) dos níveis de glicerina, aumentando a profundidade de cripta e reduzindo a relação vilo:cripta, sem afetar o comprimento da vilosidade. Níveis elevados de glicerina na ração podem induzir alterações metabólicas em frangos de corte com aumento do glicerol sanguíneo, do consumo de água, da umidade das excretas e da taxa de reposição celular do epitélio intestinal. / Two experiments were conducted with the objective of identifying the metabolic response of chickens fed diets containing glycerin and verify the effect of this ingredient in some blood parameters. In Experiment I, 100 broilers with 20 days of age were housed in metabolism cages and distributed in a completely randomized design with 5 treatments, 4 replications and 5 birds per cage. Treatments consisted of a control diet, based on corn and soybean meal, and four other diets with 2.5%, 5.0%, 7.5% and 10.0% biodiesel glycerin. The glycerin contained 83.63% glycerol, 1.83% sodium and 397 mg/kg of methanol and the metabolizable energy value of 3.258 kcal/kg was considered for formulation. The diets were isoenergetic and with values adjusted for the other nutrientes. For the blood parameters (cholesterol and triglycerides), glycerol concentration in the liver and liver weight there was no significant effect (P>0.05) of inclusion of glycerin. The glycerol concentration in the serum of birds consuming 10% glycerin increased during the first 9 days of ingestion of diet (P<0.05), then returning to the level of the control until 35 d of age. In Experiment II, from 1 to 42 days of age, 160 chicks were distributed in a completely randomized design with 5 treatments and 4 replications. The treatments were similar to those described in Experiment I. In the first phase, groups of 8 birds were raised in heated brooders. In the second phase, from 21 to 42 d of age, the birds were transferred of cages and maintained in groups of 4 birds. The cages were equipped with a tray for excreta collection and trough type feeder and drinker. There was a significant increase (P<0.05) in water intake in birds fed 7.5% and 10.0% of glycerin on the 4th and 8th days. The feed intake increased (P<0.05) on the 8th and 12th daysfor the birds in treatments with 2.5% and 7.5% of glycerin and there was a decrease d consumption with 10.0% glycerin. The moisture of the excreta increased (P<0.05) for diets containing 5.0%, 7.5% and 10.0% glycerin at the 16th and 20th days old. The differences were not significant for these variables at the other ages. There was no difference (P>0.05) for moisture in the ileal contents of birds at 42 days. There was a linear effect (P<0.01) of the levels of glycerin, increasing crypt depth and reducing the ratio villus:crypt ratio, without affecting the length of the villi. High levels of glycerin in the diet may induce metabolic changes in broilers with increase in blood glycerol, water consumption, moisture of the excreta and in the rate of cell replacement in the intestinal epithelium.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:55:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4672.pdf: 1519614 bytes, checksum: a835ffbdf3a94ccbfaa789a3611d3aa6 (MD5) Previous issue date: 2012-09-28 / Universidade Federal de Sao Carlos / Biosurfactants are a surface-active chemical compounds synthesized by microorganisms. These compounds have many advantages when compared to their chemically synthesized counterparts as specific action, low toxicity, higher biodegradability, effectiveness at extreme temperatures, pH and strength ionic. They appear as promising candidates to replace chemical surfactants produced from petrochemicals. The use of renewable and low cost substrates such as agro based industrial wastes is one of the attractive strategies for economical large scale biosurfactants production. In this work, it was evaluated glycerol, a co-product of biodiesel production, as carbon source for biosurfactant production. Two microorganisms, Pseudomonas aeruginosa MSCIC02 and Bacillus subtilis LAMI009, both isolated from environmental sources, were used thorough this work. In the first part of the work experiments were carried out in shake flasks using P. aeruginosa. The results showed that the increase in nitrogen source (sodium nitrate) and the decrease in the carbon source (glycerin) favored rhamnolipids production. In the range studied, the maximum biosurfactant concentration obtained was 2.3 g&#8901;L-1 (C/N ratio 12). The effect of nitrogen concentration on the biosynthesis of rhamnolipids and pH behavior as a function of the nitrate concentration in the cultures indicated that this strain probably carried a denitrification route favoring the production of rhamnolipids. Experimental runs carried out in bioreactor indicated that the integrated process of production and separation/concentration by fractionation in bubble column equipment caused many operation problems, such as the drag cell, and reducing the concentration of rhamnolipids to 0.4 g&#8901;L-1in the reaction medium. The kinetics of product formation was evaluated by two models. The Luedeking-Piret model was not able to represent the process. The model proposed by MERCIER et. al. (1992) could adequately describe the rhamnolipids production from P. aeruginosa strain. Emulsifying capacity of the cell-free culture medium was assessed by the emulsification index (EI24). The biosurfactant produced was able to emulsify vegetable oils as well as mineral oils. EI24 greater than 55% was reached. In the second part of the work experimental data from Bacillus subtilis LAMI009 cultivated in shake flasks showed that the growth of this strain was dependent on iv the medium supplementation with yeast extract. A change in culture medium was implemented in order to reduce the length of the lag phase. The use of inorganic nitrogen sources showed that both ammonium nitrate and ammonium sulphate reached similar values of surfactin concentration and volumetric productivity. It was obtained 35 mg&#8901;L-1 and 6.1 mg&#8901;L-1&#8901;h-1, respectively. Surface tension of the cell-free culture medium was similar for both nitrogen sources. The minimal value obtained was 29.7 mN&#8901;m-1. Sodium nitrate was found to be an adequate nitrogen source for cell growth. However, in these assays low productivity and low surface tension reduction were obtained when compared to the other nitrogen sources evaluated. The supplementation of the culture medium with yeast extract improves the surfactin concentration (60.0 mg&#8901;L-1) and volumetric productivity (5.2 mg&#8901;L-1&#8901;h-1). In this assay the surface tension reached 28.1 mN&#8901;m-1. The inoculum size had a great influence on cell growth and production of surfactin. When 2% (v/v) of inoculum was used the surfactin concentration and volumetric productivity obtained were 148.2 mg&#8901;L-1 e 14.22 mg&#8901;L-1&#8901;h-1, respectively. The search for genes responsible for production of lipopeptides surfactin and iturine indicated the presence of the genes lpa14 and ituD in B. subtilis LAMI009 genome. Analysis of the chromatography profile of methanol extracts of the lipopeptides from culture medium with ammonium nitrate and sodium nitrate as nitrogen source showed characteristic peaks of the surfactin and iturine. Thereby, it is believed that this strain is a co-producer of both surfactin and iturine. Emulsifying capacity of the cell-free culture medium showed higher stability with the media that employed ammonium nitrate and sodium nitrate as nitrogen source. It was obtained EI24 of 65% with n-hexadecane and 45% with kerosene. The acid precipitation of biosurfactant from the cell-free culture medium showed that this prepurification step promoted an increase in the emulsifying capacity of the mixture of lipopeptides synthesized by B. subtilis LAMI009. The aqueous solution of crude biosurfactant was able to emulsify naphthenic oils, vegetable oils, and an aromatic hydrocarbon. Values of EI24 greater than 65% were obtained. Emulsions formed with naphthenic oils were more stable according to droplet-size distribution. The smaller the size of droplets, the more stable was the emulsion. / Biossurfactantes são compostos químicos tensoativos sintetizados por microrganismos. Estes compostos possuem muitas vantagens quando comparados com seus equivalentes sintetizados quimicamente como ação específica, baixa toxicidade, alta biodegradabilidade, efetividade em condições extremas de temperatura, pH e força iônica. Apresentam-se como substitutos promissores aos surfactantes químicos derivados da indústria do petróleo. A utilização de substratos renováveis e de baixo custo, como os resíduos agroindustriais, consiste em um dos fatores mais importantes para a viabilização econômica da produção destes compostos em escala industrial. Neste trabalho avaliou-se o uso da glicerina, um coproduto da produção de biodiesel, como fonte de carbono para produção de biossurfactante. Dois microrganismos, Pseudomonas aeruginosa MSIC02 e Bacillus subtilis LAMI009, ambos isolados a partir de amostras ambientais, foram empregados neste trabalho. Na primeira parte do trabalho experimentos realizados em frascos agitados com a P. aeruginosa mostraram que o aumento da produtividade de ramnolipídeos foi favorecido pelo aumento da concentração da fonte de nitrogênio (nitrato de sódio) e pela redução da concentração da fonte de carbono (glicerina). Na faixa estudada a concentração máxima de biossurfactante obtida foi de 2,3 g&#8901;L-1 (razão C/N de 12). O efeito da concentração de nitrogênio sobre a biossíntese de ramnolipídeos e o comportamento do pH em função da concentração de nitrato durante os cultivos indicou que esta cepa possivelmente realizou uma rota denitrificante favorecendo a produção de ramnolipídeos. Os cultivos realizados em biorreator indicaram que o processo de produção integrado a extração/concentração por fracionamento em coluna de bolhas acarretou diversos problemas operacionais, como o arraste de células, e a redução da concentração de ramnolipídeos no meio reacional para 0,4 g&#8901;L-1. Foram avaliados dois modelos cinéticos de formação de produto para os ensaios realizados. O modelo de Luedeking-Piret não apresentou boa representatividade do processo. O modelo proposto por MERCIER et al. (1992) mostrou-se mais adequado para representar a produção de ramnolipídeos pela cepa estudada. A avaliação da capacidade emulsificante do meio de cultivo livre de células mostrou que o biossurfactante produzido pela P. aeruginosa teve um desempenho eficiente, sendo capaz de emulsificar óleos de origem vegetal e mineral e atingir índice de emulsificação (IE24) maior que 55 %. Na segunda parte do trabalho, cultivos realizados em frascos agitados para avaliação da produção de biossurfactantes lipopeptídeos por B. subtilis LAMI009 indicaram que o crescimento desta cepa foi dependente da suplementação do meio com extrato de levedura. Uma adaptação ao meio de fermentação foi necessária para eliminar a extensa fase lag durante o processo fermentativo. A utilização de fontes de nitrogênio inorgânicas mostrou que tanto o nitrato de amônio quanto o sulfato de amônio apresentaram valores de concentração de surfactina e produtividade volumétrica da ordem de 35 mg&#8901;L-1 e 6,1 mg&#8901;L-1&#8901;h-1, respectivamente. A tensão superficial do meio de cultivo livre de células também foi semelhante para ambas fontes de nitrogênio, cujo valor mínimo foi 29,7 mN&#8901;m-1. O nitrato de sódio foi fonte de nitrogênio adequada para o crescimento celular, entretanto apresentou baixa produtividade quando comparado com as demais fontes de nitrogênio avaliadas. Com a suplementação do meio de cultivo com extrato de levedura ii obteve-se maior concentração de surfactina (60,0 mg&#8901;L-1) e produtividade volumétrica (5,2 mg&#8901;L-1&#8901;h-1) e menor tensão superficial (28,1 mN&#8901;m-1) relativamente ao meio de cultivo contendo fonte de nitrogênio inorgânica. O tamanho do inóculo exerceu grande influência sobre a concentração de surfactina e a produtividade volumétrica. Quando se utilizou 2% (v/v) de inóculo a concentração de surfactina e a produtividade volumétrica alcançaram valores de 148,2 mg&#8901;L-1 e 14,22 mg&#8901;L-1&#8901;h-1, respectivamente. A pesquisa de genes responsáveis pela produção dos lipopeptídeos surfactina e iturina indicou a presença dos genes lpa14 e ituD no genoma da linhagem B. subtilis LAMI009. A avaliação do perfil cromatográfico dos extratos metanólicos de lipopeptídeos obtidos a partir dos cultivos com as fontes de nitrogênio nitrato de amônio e nitrato de sódio apresentou picos característicos de outro lipopeptídeo além da surfactina, a iturina,. Portanto, acredita-se que esta linhagem é uma co-produtora de surfactina e iturina. A capacidade emulsificante do meio de cultivo livre de células apresentou maior estabilidade com os cultivos com nitrato de amônio e nitrato de sódio, obtendo-se IE24 de 65 % com n-hexadecano e 45 % com querosene. A separação do biossurfactante por precipitação ácida a partir do meio de cultivo livre de células mostrou que esta etapa de pré-purificação promoveu um aumento da capacidade emulsificante da mistura de lipopeptídeos sintetizada por B. subtilis LAMI009. A solução aquosa do biossurfactante bruto foi capaz de emulsificar óleos naftênicos, óleos vegetais e um hidrocarboneto aromático, apresentando IE24 maiores que 65 % com os óleos avaliados. As emulsões formadas com óleos naftênicos, utilizados como base para lubrificantes, foram mais estáveis. Quanto menor o tamanho das gotas mais estável foi a emulsão formada.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:47:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 803317 bytes, checksum: fc5cc2e40df938c5be793a101a6e3195 (MD5) Previous issue date: 2007-02-15 / União de Ensino Superior de Viçosa - UNIVIÇOSA / The amniotic membrane has been widely used in the repair of corneal ulcers showing good results as it exhibits anti-adhesive effect and bacteriostatics properties, it protects the wound, reduces pain, participates in the epithelization and is not immunogenic. This membrane can be used on corneal ulcers as a graft or a patch depending on its position. A superficial keratectomy was made on all of the 28 animals included in this study. On the resulted corneal ulcer of the 14 animals of the treated group an amniotic membrane was used as patch sutured with its epithelial surface over the experimentally made ulcer. The control group did not receive the patch. The animals were submitted to clinical evaluations 24 hours after the proceedings, at a two-day interval during the first week and at a four-day interval from the second week until 180 days after surgeries. The histological and morphometric analysis were undertaken at 1, 2, 7, 15, 30, 60 e 180 days after surgery. The amniotic membrane s effect as a patch and its incorporation to the cornea were evaluated. The time needed for the corneal repair of the treated group was compared to the control and the time needed for the cornea s complete transparence was observed. Glycerin at 99% was evaluated as a preservation medium and the binocular magnifying glass was evaluated during surgeries. The corneal opacity was always present both in the treated and the control group during 180 days. The membrane retained the inflammatory cells on its surface and provided an improvement on the repair process at the beginning, but at some point it delayed this process and its conclusion. The membrane and the trauma caused by the suture needle leaded to discomfort, conjunctival congestion, ocular secretion and stimulated neovascularization and corneal fibrosis. There was no incorporation of the membrane to the cornea. The glycerin at 99% acted efficiently as a preservation medium when analyzing contamination, but its anti-angiogenesis characteristics were lost. The binocular magnifying glass was efficient during these works proceedings. / A membrana amniótica tem sido amplamente utilizada na reparação de úlceras de córnea, demonstrando resultados satisfatórios por possuir efeito antiadesivo, propriedades bacteriostáticas, promover a proteção da lesão, reduzir a dor, auxiliar na epitelização e não possuir imunogenicidade. Esta membrana pode ser utilizada em lesões da córnea como enxerto ou como bandagem dependendo do seu posicionamento. Neste estudo, foi realizada a ceratectomia superficial em 28 coelhos. No grupo tratado, composto por 14 animas, utilizou-se a membrana amniótica canina como bandagem, suturada com sua face epitelial aplicada sobre o leito da úlcera experimental. O grupo controle não recebeu tratamento. A avaliação clínica foi realizada a partir de 24 horas após a realização dos procedimentos, em intervalos de 2 dias na primeira semana e de 4 dias da segunda semana até os 180 dias de pósoperatório. A avaliação histológica e morfométrica foram realizadas aos 1, 2, 7, 15, 30, 60 e 180 dias após a cirurgia. Observaram-se os efeitos da membrana amniótica como bandagem e sua incorporação à córnea. Comparou-se o tempo de reparação da córnea entre os grupos e verificou-se o período para que a córnea apresentasse transparência completa. Avaliaram-se ainda a eficácia da glicerina a 99% como meio de preservação das membranas e da lupa binocular como instrumento de magnificação do campo operatório nos procedimentos cirúrgicos. A opacidade corneana esteve presente em todos os animais, tanto no grupo tratado como no grupo controle, durante os 180 dias. A membrana atuou contendo as células inflamatórias em sua superfície e promoveu um avanço no início do processo de reparação, porém a partir de determinado momento retardou a sua conclusão; e juntamente com o trauma causado pela agulha de sutura causou desconforto, congestão conjuntival, secreção ocular e estimulou a neovascularização e a fibrose na córnea. Não houve incorporação da membrana à córnea. A glicerina a 99% atuou satisfatoriamente como meio de preservação da membrana no que diz respeito à contaminação, mas suas características antiangiogênicas foram perdidas. A lupa binocular mostrou ser eficiente na realização dos procedimentos cirúrgicos envolvidos neste trabalho.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:09:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LuisFL_TESE.pdf: 1981587 bytes, checksum: 1da0819bc859b1e23958de0190156279 (MD5) Previous issue date: 2012-04-20 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / In this work, biodiesel was produced from castor oil that was a byproduct glycerin. The molar ratio between oil and alcohol, as well as the use of (KOH) catalyst to provide the chemical reaction is based on literature. The best results were obtained using 1 mol of castor oil (260g) to 3 moles of methyl alcohol (138g), using 1.0% KOH as catalyst at a temperature of 260 ? C and shaken at 120 rpm. The oil used was commercially available, the process involves the reaction of transesterification of a vegetable oil with methyl alcohol. The product of this reaction is an ester, biodiesel being the main product and the glycerin by-product which has undergone treatment for use as raw material for the production of allyl alcohol. The great advantage of the use of glycerin to obtain allyl alcohol is that its use eliminates the large amount of waste of the biodiesel and various forms of insult to the environment. The reactions for the formation of allyl alcohol was conducted from formic acid and glycerin in a ratio 1/1, at a temperature of 260oC in a heater blanket, being sprayed by a spiral condenser for a period of 2 hours and the product obtained contains mostly the allylic alcohol .. The monitoring of reactions was performed by UV-Visible Spectrophotometer: FTIR Fourier transform, the analysis showed that these changes occur spectrometer indicating the formation of the product allylic alcohol (prop-2-en-1-ol) in the presence of water, This alcohol was appointed Alcohol GL. The absorption bands confirms that the reaction was observed in (? C = C) 1470 -1600 cm -1 and (? CO), 3610-3670 attributed to C = C groups and OH respectively. The thermal analysis was carried out in a thermogravimetric analyzer SDT Q600, where the mass and temperature are displayed against time, that allows checking the approximate rate of heating. The innovative methodology developed in the laboratory (LABTAM, UFRN), was able to treat the glycerine produced by transesterification of castor oil and used as raw material for production of allyl alcohol, with a yield of 80%, of alcohol, the same is of great importance in the manufacture of polymers, pharmaceuticals, organic compounds, herbicides, pesticides and other chemicals / Neste trabalho o biodiesel foi produzido a partir de ?leo de mamona que teve como subproduto a glicerina. A raz?o molar entre ?leo e ?lcool, bem como o uso do (KOH) como catalisador qu?mico para proporcionar a rea??o, foi baseada em dados da literatura. Os melhores resultados foram obtidos, utilizando 1 mol de ?leo de mamona (260g) para 3 mols de ?lcool met?lico (138g). O ?leo utilizado foi adquirido comercialmente, o processo de transesterifica??o envolve a rea??o do ?leo vegetal com um ?lcool met?lico. O produto dessa rea??o ? um ?ster, sendo o biodiesel o seu principal produto e a glicerina o sub-produto a qual foi submetida a tratamento para uso como mat?ria-prima para a obten??o do ?lcool al?lico. A grande vantagem do uso da glicerina para obten??o de ?lcool al?lico ? que sua utiliza??o elimina a grande quantidade de res?duos do biodiesel e v?rias formas de agress?o ao meio ambiente. As rea??es para forma??o do ?lcool alilico foram conduzidas a partir de ?cido f?rmico e glicerina, em uma raz?o 1/1, sob temperatura de 260oC, em uma manta aquecedora, sendo vaporizado por um condensador em espiral por um per?odo de 2 horas, e o produto obtido contem em sua grande maioria o ?lcool al?lico. O acompanhamento das rea??es foi realizado por Espectrofot?metro UV-Vis?vel: FTIR com transformada de Fourier, a an?lise revelou que estas altera??es espectrom?tricas ocorrem indicando a forma??o do produto ?lcool al?lico (prop-2-en-1-ol), em presen?a de ?gua, este ?lcool foi nomeado de ?lcool GL. As bandas de absor??o que confirmam a rea??o foram observadas em (? C=C) em 1470 -1600 cm-1 e em (? C-O), 3610 3670 atribu?das aos grupos C=C e O-H respectivamente. A analise t?rmica foi realizada em um analisador Termogravim?trico SDT Q600, onde a massa e a temperatura ser?o exibidos em fun??o do tempo, isto permite a verifica??o aproximada da taxa de aquecimento. A metodologia inovadora desenvolvida no laborat?rio (LABTAM, UFRN), foi capaz de tratar a glicerina produzida, atrav?s da transesterifica??o de ?leo de mamona e utilizar como mat?ria prima para produ??o do ?lcool al?lico, apresentando um rendimento de 80%, deste ?lcool, o mesmo ? de grande import?ncia na fabrica??o de pol?meros, medicamentos, compostos org?nicos, herbicidas, pesticidas e outros produtos qu?micos