Submitted by Maykon Nascimento (maykon.albani@hotmail.com) on 2016-04-28T18:31:11Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertacao Carlos Renato de Freitas Guaitolini.pdf: 792984 bytes, checksum: 55b49c255f7a7e0cb47a61520b8b1901 (MD5) / Approved for entry into archive by Patricia Barros (patricia.barros@ufes.br) on 2016-06-06T12:42:14Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertacao Carlos Renato de Freitas Guaitolini.pdf: 792984 bytes, checksum: 55b49c255f7a7e0cb47a61520b8b1901 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-06T12:42:14Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Dissertacao Carlos Renato de Freitas Guaitolini.pdf: 792984 bytes, checksum: 55b49c255f7a7e0cb47a61520b8b1901 (MD5) / O aumento da demanda em reprodução assistida de cães, bem como a crescente preocupação com a preservação de espécies ameaçadas de extinção têm impulsionado as pesquisas com reprodução canina, e o uso do cão como modelo experimental, em muitos casos, é um modelo mais relevante que os tradicionalmente utilizados para humanos. Além disso, a criopreservação de embriões caninos ainda é um desafio para a comunidade científica. Objetivou-se com este estudo avaliar as taxas de reexpansão da blastocele, taxas de eclosão, a viabilidade embrionária pós-descongelação e o desenvolvimento in vitro de blastocistos caninos criopreservados em glicerol 10% (GLI) e em etilenoglicol 1,5M (EG), por congelação lenta. Foram recuperadas 72 estruturas embrionárias e um total de 125 corpos lúteos foram identificados nos ovários, perfazendo uma taxa de recuperação embrionária de 57,6%. As concentrações plasmáticas de progesterona foram de 4,57±3,77 ng/mL no dia 0 (primeira cópula ou inseminação artificial) e 28,56±3,21 ng/mL no dia 12 (dia da colheita dos embriões). Cinquenta e um blastocistos foram separados aleatoriamente em dois grupos, GLI (n=26) e EG (n=25). Cada grupo foi subdividido em três (M0 = avaliação imediatamente após a descongelação, GLI = 9 e EG = 9; M3 = avaliação três dias após a descongelação e cultivo in vitro, GLI = 8 e EG = 8; e M6 = avaliação seis dias após a descongelação e cultivo in vitro, GLI = 9 e EG = 8). A criopreservação dos embriões foi realizada em máquina de congelação programável, em curva de resfriamento decrescente de 0,6°C até a temperatura de -35°C. Imediatamente após a descongelação, os embriões do M0 foram corados com a associação das sondas fluorescentes iodeto de propídeo (125 μg/ml) e Hoechst 33342 (1mg/ml) para avaliação da viabilidade celular; os embriões do M3 e M6 foram descongelados, cultivados in vitro em estufa com umidade saturada e atmosfera de 5% de CO2 em ar a uma temperatura de 38,5ºC, em meio SOFaa acrescido de 10% de soro fetal bovino (SFB), por três e seis dias, respectivamente, e corados de forma similar. A taxa de reexpansão da blastocele após 24h de cultivo in vitro não diferiu (P = 0,6196) entre os grupos GLI (76,5%) e EG (68,8%), respectivamente. Não foi observada eclosão embrionária em ambos os grupos. As taxas de viabilidade embrionária pós-descongelação dos grupos GLI e EG foram de 60,6±9,7 e 64,4±9,9, respectivamente, e não diferiram (P = 0, 8275). Além disso, não foi verificada diferença (P = 0, 3105) na viabilidade embrionária entre os momentos M0 (61,1±11,6%), M3 (50,0±12,4%) e M6 (76,4±12,0%). Conclui-se que a taxa de reexpansão da blastocele pode ser um indicativo de viabilidade embrionária pós-descongelação; que não há eclosão de blastocistos caninos criopreservados em glicerol 10% ou etilenoglicol 1,5M por congelação lenta e cultivados in vitro em meio SOFaa por até 6 dias; que blastocistos caninos criopreservados em glicerol 10% ou etilenoglicol 1,5M, por congelação lenta, apresentam viabilidade similar pós-descongelação e mantêm-se viáveis por até seis dias em cultivo in vitro. / The raising necessity of assisted reproduction technology in dogs, as well as the increasing deep concern for preservation of endangered species has urged the research with canine species, and the use of the dog as an experimental model, in many cases, is a more relevant model than the traditionally used for human-being. Moreover, canine embryo cryopreservation is still a challenge for the scientific community. The aim of this study was to evaluate the blastocoele re-expansion rates, hatching rates, post-thawing embryonic viability and the in vitro development of canine blastocysts cryopreserved in glycerol 10% and ethylene glycol 1.5M, by slow freezing. A total of 72 embryonic structures were recovered and 125 corpora lutea were identified, performing an embryonic recovery rate of 57.6%. Plasmatic progesterone concentrations were 4.57±3.77 ng/ml on day 0 (first mating or artificial insemination) and 28.56±3.21 ng/mL on day 12 (embryo collection day). Fifty-one blastocysts were randomly allocated into two groups, GLY (n=26) and EG (n=25). Each group was subdivided into three subgroups (M0 = embryonic evaluation immediately after thawing, GLY = 9 and EG = 9; M3 = embryonic evaluation three days after thawing and in vitro culture, GLY = 8 and EG = 8; and M6 = embryonic evaluation six days after thawing and in vitro culture, GLY = 9 and EG = 8). For embryo cryopreservation, a programmable freezer was used, with a cooling-rate curve of 0.6°C/min, until -35°C. Immediately after thawing, embryos from M0 were stained with the association of the probes propidium iodide (125 μg/ml) and Hoechst 33342 (1mg/ml) for cellular viability evaluation; embryos from M3 and M6 were thawed and transferred to synthetic oviduct fluid (SOF) + 10% FCS. Dishes were incubated at 38.5ºC under an atmosphere of 5% CO2 with maximum humidity, for three and six days, respectively, and similar stained. Blastocoele re-expansion rates after 24h of in vitro culture did not differ (P = 0.6196) between GLY (76.5%) and EG (68.8%), respectively. No embryonic hatching was observed in both groups. Post-thawing embryonic viability rates were 60.6±9.7 and 64.4±9.9 for GLY and EG, respectively, without significant difference (P = 0. 8275). In addition, there was no significant difference among moments M0 (61.1±11.6%), M3 (50.0±12.4%) and M6 (76.4±12.0%) for embryonic viability. The present study indicates that blastocoele re-expansion serves as an indicator of post-thawing embryonic viability; that canine blastocysts cryopreserved in glycerol 10% or ethylene glycol 1.5M by slow freezing and cultured in SOFaa medium for 6 days do not hatch in vitro; that canine blastocysts cryopreserved in glycerol 10% or ethylene glycol 1.5M by slow freezing present similar post-thawing viability, and remain viable for up to six days on in vitro culture.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6081.pdf: 3692615 bytes, checksum: c275b7cf71f1d4575f5deeff0b9c56cc (MD5) Previous issue date: 2014-03-18 / Universidade Federal de Sao Carlos / Ethanol is a renewable fuel produced from biomass. Starting in 1975, Brazil began a national program to promote ethanol production in large scale, the ProAlcool Programme. In the harvest 2012/13 it was produced 23.64 billion of litters of ethanol, from that 9.85 billion was in anhydrous form. The anhydrous ethanol is mainly used as a gasoline additive. This mix reduces the dependence on fossil fuels, improves the engine performance and reduces the emission of toxic gases. Anydrous ethanol can be produced by azeotropic distillation (cyclohexane), by extractive distillation (mono ethylene glycol) or by molecular sieves technology (zeolytes). The objective of this work was the construction and operation of a distillation apparatus (in a bench scale) with the purpose of evaluating the extractive distillation of hydroalcoholic solutions of ethanol employing glycerol as solvent, in substitution of mono ethylene glycol. The substitution is motivated by several factors indicated by the literature like the biodiesel production growth, whose glycerol is a byproduct; the low toxicity; the superior capacity to promote the relative volatility increase of water-ethanol solution; and the inferior energetic consumption. The column was composed by three glass modules with five perforated plates each module. On the top it was used a glass coil condenser. As reboiler it was used a two litters round bottom boiling flask linked to a heating mantle. The feed of ethanol, solvent (glycerol) and the bottom product withdraw was made with pumps. The distillation system was modelled and simulated in the Aspen Plus software using the RadFrac distillation model and NRTL (non-random two-liquid model) thermodynamic model. Four simulations were made for different ethanol feed compositions (25, 35 and 45 wt %). Three simulations were made without the glycerine feed and one with solvent feed and 35% ethanol feed. The distillation column was operated in total reflux with 0.599 L/h ethanol feed flow and 0.341L/h glycerine feed flow. The systems without the solvent reached a mass purity of ethanol of 94.1% in distillate (45% of ethanol feed). The process with the solvent reached a purity of 99.8% in distillate. The four simulated conditions were experimentally evaluated. The experimental results confirmed that the use of glycerine feed promoted an improvement in separation, reaching distillate purity over 99%. Experiments without the glycerine reached compositions around 90%. Murphree efficiencies were determined in all experiments carried out. For the systems without the solvent the obtained efficiencies were: 45% (25% ethanol feed), 30% (35% ethanol feed), 35% (45% ethanol feed). The system with glycerine feed reached 70% efficiency. / O etanol é um combustível renovável que teve sua produção incentivada no Brasil a partir da implantação do Programa Nacional do Álcool em 1975. Na safra 2012/13 foram produzidos 23,64 bilhões de litros, destes 9,85 bilhões em sua forma anidra. Nesta composição é utilizado como aditivo na gasolina (25% em volume) o que contribui para redução da dependência dos combustíveis fósseis, melhora do desempenho dos motores e diminuição na emissão de gases tóxicos. A produção de etanol anidro pode ser realizada pela destilação azeotrópica (cicloexano), extrativa (monoetilenoglicol) ou por meio do emprego da tecnologia das peneiras moleculares (zeólitas). Este trabalho teve como objetivo a construção e operação de um aparelho de destilação (em escala de bancada) com o objetivo de avaliar a destilação extrativa de soluções hidroalcoólicas de etanol empregando glicerol como solvente em substituição ao monoetilenoglicol. Essa substituição é motivada por diversos fatores apontados pela literatura como o crescimento da produção de biodiesel, que possui como subproduto o glicerol; a menor toxicidade do glicerol em relação ao monoetilenoglicol; a maior capacidade em promover o aumento da volatilidade relativa da solução água-etanol; e o menor consumo energético. A coluna de destilação era composta de três módulos de vidro com cinco pratos perfurados em cada módulo. No topo foi utilizado um condensador de vidro tipo serpentina. Como refervedor foi utilizado balão de fundo redondo de dois litros acoplado a uma manta de aquecimento. A alimentação das correntes de etanol, solvente e a retirada do produto de fundo da coluna foram realizadas por bombas. O sistema de destilação foi simulado no aplicativo Aspen Plus utilizando o bloco RadFrac e o modelo termodinâmico NRTL (Non-random two-liquid model). Foram realizadas quatro simulações variando-se a composição de etanol na corrente de alimentação (25%, 35% e 45% m/m). Três simulações foram feitas sem a alimentação de glicerina e uma simulação com alimentação do solvente e alimentação de etanol de 35%. A simulação representou o processo em refluxo total com vazão de alimentação de etanol de 0,599 L/h e alimentação de glicerina com vazão de 0,341 L/h. As simulações mostraram que para os sistemas sem alimentação de glicerina a máxima pureza mássica de etanol obtida no destilado foi de 94,1% (alimentação com 45% de etanol). Para a operação com alimentação do solvente a pureza obtida no destilado atingiu 99,8%. As quatro condições simuladas foram avaliadas experimentalmente. Os resultados experimentais confirmaram que o uso da alimentação de glicerina promoveu uma melhora na separação, obtendo um destilado com pureza mássica de etanol superior a 99%. Os experimentos sem a presença do solvente atingiram concentrações próximas de 90% no destilado. A eficiência de Murphree foi determinada em cada uma das operações. Para os sistemas sem a presença de solvente, as eficiências obtidas foram de 45% (25% de etanol na alimentação), 30% (35% de etanol na alimentação) e 35% (45% de etanol na alimentação). Para o sistema com alimentação de glicerina a eficiência foi de 70%.

Submitted by Jordan (jordanbiblio@gmail.com) on 2017-03-02T17:03:16Z No. of bitstreams: 1 DISS_2015_Pedro Paulo Tsuneda.pdf: 1132820 bytes, checksum: d9120ff845d0a7e5ce5a679c7a376de2 (MD5) / Approved for entry into archive by Jordan (jordanbiblio@gmail.com) on 2017-03-03T11:50:05Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DISS_2015_Pedro Paulo Tsuneda.pdf: 1132820 bytes, checksum: d9120ff845d0a7e5ce5a679c7a376de2 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-03T11:50:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DISS_2015_Pedro Paulo Tsuneda.pdf: 1132820 bytes, checksum: d9120ff845d0a7e5ce5a679c7a376de2 (MD5) Previous issue date: 2015-02-26 / CAPES / Os coprodutos agroindustriais, antes considerados um problema para a natureza, ressurgem demonstrando seus potenciais, devido ao seu poder em substituir alimentos tradicionais, reduzindo o custo com a alimentação. Durante o processo de produção do biodiesel, também se origina a glicerina, com teor de glicerol que pode variar de 80 a 90%, com potencial para utilização em dietas de ruminantes, em substituição de grãos energéticos, por exemplo, o milho. Porém, existem suspeitas que o glicerol utilizado na dieta possa interferir nos parâmetros espermáticos de reprodutores. Outro coproduto agroindustrial a ser explorado por vantagens de custo e da funcionalidade é o caroço de algodão, que não compete a alimento humano e sua composição é rica em energia e proteína. Porém em todas as estruturas da planta do algodoeiro existe uma toxina denominada gossipol. Trabalhos descrevem que o gossipol promove redução na concentração, inibição da motilidade e aumento da mortalidade de espermatozoides. O objetivo principal do trabalho foi avaliar se o caroço de algodão e glicerina bruta como ingredientes em suplementos múltiplos para bovinos Nelore em fase de terminação no período das águas interferiu nos parâmetros seminais e histopatologia testicular. Utilizou-se 40 bovinos Nelore com peso inicial de 472±23,23 kg e idade média de 30 meses. Os animais receberam dietas com dois níveis de caroço de algodão (0 e 25%) e dois níveis de glicerina bruta (0 e 15%) em suplementos múltiplos, sendo os tratamentos: SP (Concentrado sem adição de co-produtos, contendo 0% de glicerol e 0g Gossipol), CA (Concentrado com inclusão de 25% de caroço-de-algodão, contendo 0% de glicerol e 50g Gossipol/dia), GLIC (Concentrado com inclusão de 15% de glicerina, contendo 15% glicerol/MS e 0g Gossipol) e CAGLIC ( Concentrado com inclusão de 25% de caroço de algodão e 15% de glicerina, contendo 15% glicerol/MS e 50g Gossipol/dia), fornecendo-se 4 kg/animal/dia dos suplementos. As variáveis de parâmetros seminais analisadas foram: volume, motilidade, vigor, concentração, integridade de membrana plasmática integridade de membrana acrossomal, porcentagens de anormalidades menores, maiores e totais. Paralelamente às análises de parâmetros seminais avaliaram-se possíveis alterações histológicas dos parênquimas testiculares. A integridade de membrana plasmática sofreu interferência negativa (P<0,05) pelo tratamento, CAGLIC (23,062 ± 14,63) se comparado ao grupo GLIC e CA , ( 49,784 ± 17,60) e ( 48,039 ± 13,02), respectivamente. Nas variáveis: volume, motilidade, vigor, concentração, integridade de membrana acrossomal, porcentagens de anormalidades totais, anormalidades menores e maiores não houve influência dos tratamentos (P>0,05). Não houve diferença entre os tratamentos referente à histologia testicular. A glicerina e o caroço de algodão nos níveis utilizados na substituição energética do milho e proteica do farelo de soja em dietas de touros não interferiram na qualidade espermática e na histologia testicular dos reprodutores. / The agro-industrial byproducts, once considered a problem for nature, resurface demonstrating its potential, due to its power to replace traditional foods, reducing the cost of food. In the biodiesel production process also leads to glycerin, glycerol content which can vary from 80 to 90%, with a potential for use in ruminant diets, replacing energy grains such as corn. However, there are suspicions that the glycerol in the diet can interfere with sperm breeding parameters. Another byproduct agribusiness to be explored by cost advantages and functionality is the cotton seed, that it is not for human food and its composition is rich in energy and protein. But in all cotton plant structures there is a toxin called gossypol. Papers state that gossypol promotes reduction in the concentration, inhibition of motility and increased sperm mortality. The main objective was to assess whether the cottonseed and crude glycerin as ingredients in multiple supplements for Nellore finishing phase during the wet season interfered in semen parameters and testicular histopathology. We used 40 Nellore with initial weight of 472 ± 23.23 kg and mean age of 30 months. The animals were fed diets with two cottonseed levels (0 and 25%) and two crude glycerin levels (0 and 15%) in multiple supplements, with the treatments: SP (concentrate with no added co-products containing 0% 0g glycerol and gossypol), CA (concentrate 25% with the inclusion of seed cotton-containing 0% glycerol and Gossypol 50g / day), GLIC (Concentrate with inclusion of 15% glycerol containing 15% glycerol / MS and 0g Gossypol) and CAGLIC (concentrate 25% with the inclusion of cottonseed and 15% glycerol containing 15% glycerol / MS and Gossypol 50g / day), providing up 4 kg / animal / day supplements. The variables of seminal parameters analyzed were: volume, motility, vigor, concentration, plasma membrane integrity integrity of acrosome membrane, percentages of minors, major and total abnormalities. Together with evaluation of semen parameters were evaluated possible histological changes of testicular parenchyma. The plasma membrane integrity suffered negative interference (P <0.05) by treatment CAGLIC (23.062 ± 14.63) compared to the GLIC and AC group (49.784 ± 17.60) and (13.02 ± 48.039) respectively. In the variables: volume, motility, vigor, concentration, acrosome membrane integrity, percentages of total abnormalities, minor abnormalities and higher there was no influence of the treatments (P> 0.05). There was no difference between treatments on the testicular histology. Glycerin and the cotton seed in the levels used in the energy substitution of corn and protein soybean meal in diets bulls did not affect the sperm quality and testicular histology of players.

Submitted by Bruna Rodrigues (bruna92rodrigues@yahoo.com.br) on 2016-10-03T14:22:13Z No. of bitstreams: 1 DissAGOP.pdf: 2381103 bytes, checksum: 25fa623c6fb2845927f58c532b278f6b (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-10T17:29:42Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissAGOP.pdf: 2381103 bytes, checksum: 25fa623c6fb2845927f58c532b278f6b (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-10-10T17:29:50Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissAGOP.pdf: 2381103 bytes, checksum: 25fa623c6fb2845927f58c532b278f6b (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-10T17:29:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissAGOP.pdf: 2381103 bytes, checksum: 25fa623c6fb2845927f58c532b278f6b (MD5) Previous issue date: 2016-03-18 / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / This study aimed to optimize the production of hydrogen and other metabolites using crude glycerol as substrate, through design of experiments (DoE) and statistical process optimization. The first study aimed at optimizing the operational parameters of the fermentation process, and therefore, a mesophilic AFBR reactor was operated on 10 different phases, distributed as a combination of HRT and the glycerol concentration (Gc) proposed by a matrix containing CCD array containing 10 experimental trials. The HRT varied to 9.24h to 0.76h, while Gc ranged from 17.1g / L to 2.9 g / L. The results showed that the maximum conversion of glycerol (CG), 98.4%, was obtained using substrate concentrations lower than 5.0 g/L. The maximum yield (0.17 mol H2 / mol consumed glycerol) and H2 content in the produced biogas (87.4%) were achieved at concentrations greater than 10.0 g/L and HRT of 5h. Among the main soluble metabolites produced, 1,3-propanediol (1,3-PD) and propionic acid (HPr) stood out. The maximum yield of 1,3-PD (1.05 mol 1,3-PD / mol consumed glycerol) was obtained with 10.0 g/L glycerol in HRT of 9,24h, whereas the maximum yield of HPr (0.71 mol HPr / mol consumed glycerol) was achieved with 15.0 g/L of glycerol and HRT of 2h. The second study, in turn, consisted of optimizing the culture medium components (glycerol, KH2PO4, yeast extract and vitamin B12), through batch tests, and subsequent application in AFBR reactor. The maximum hydrogen and ethanol yields, 0.006 and 0.291 mol / mol consumed glycerol, was obtained in optimal culture medium consisting of 26.53 g/L glycerol, 1.75 g/L KH2PO4, 0.0076 g/L B12 and 0.5 g/L yeast extract. The application of optimal culture medium in a continuous reactor did not result in improvement of H2 and ethanol yields, however, caused an increase in 1,3-PD yield, reaching a maximum of 0.38 mol 1.3-PD / mol consumed glycerol. / O presente trabalho teve como objetivo otimizar a produção de hidrogênio e outros metabólitos, utilizando glicerol bruto como substrato, empregando técnicas de planejamento experimental e otimização estatística de processos. O primeiro estudo visou a otimização de parâmetros operacionais do processo fermentativo, e para tanto, um reator RALF mesofílico foi operado em 10 fases distintas, distribuídas conforme uma combinação do TDH e da concentração de glicerol (Cg) proposta por uma matriz de um DCCR contendo 10 condições experimentais. O TDH variou de 9,24h a 0,76h, enquanto a Cg variou de 17,1 g/L a 2,9 g/L. Os resultados obtidos mostraram que a máxima conversão de glicerol (CG), 98,4%, foi obtida utilizando concentrações de substrato menores que 5,0 g/L. O máximo rendimento (0,17 mol H2/mol glicerol consumido) e conteúdo de H2 no biogás produzido (87,4%) foram atingidos em concentrações superiores a 10,0 g/L e TDH de 5h. Dentre os principais metabólitos solúveis produzidos, 1,3-propanodiol (1,3-PD) e ácido propiônico (HPr) se destacaram. O máximo rendimento de 1,3-PD (1,05 mol 1,3-PD/mol glicerol consumido) foi obtido com 10,0 g/L de glicerol em TDH de 9,24h, enquanto que o máximo rendimento de HPr (0,71 mol HPr/mol glicerol consumido) foi alcançado com 15,0 g/L de glicerol e TDH de 2h. O segundo estudo, por sua vez, consistiu na otimização de componentes do meio de cultura (glicerol, KH2PO4, extrato de levedura e vitamina B12), através de ensaios em batelada, e posterior aplicação em RALF. Os máximos rendimentos de H2 e etanol, 0,006 e 0,291 mol/mol glicerol consumido, foram obtidos em meio de cultura ótimo constituído por 26,53 g/L de glicerol, 1,75 de KH2PO4, 0,0076 g/L de B12 e 0,5 g/L de extrato de levedura. A aplicação do meio de cultura otimizado em reator contínuo não resultou na melhoria dos rendimentos de H2 e etanol, no entanto, ocasionou um aumento no rendimento de 1,3-PD, alcançando 0,38 mol 1,3-PD/mol glicerol consumido.

Submitted by Alison Vanceto (alison-vanceto@hotmail.com) on 2017-01-24T10:55:13Z No. of bitstreams: 1 DissLPMoc.pdf: 5018835 bytes, checksum: 6e118e7b00ba50c95eaca8d0df293f3a (MD5) / Approved for entry into archive by Camila Passos (camilapassos@ufscar.br) on 2017-02-08T10:50:35Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissLPMoc.pdf: 5018835 bytes, checksum: 6e118e7b00ba50c95eaca8d0df293f3a (MD5) / Approved for entry into archive by Camila Passos (camilapassos@ufscar.br) on 2017-02-08T10:51:51Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissLPMoc.pdf: 5018835 bytes, checksum: 6e118e7b00ba50c95eaca8d0df293f3a (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-08T10:51:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissLPMoc.pdf: 5018835 bytes, checksum: 6e118e7b00ba50c95eaca8d0df293f3a (MD5) Previous issue date: 2016-03-31 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Biodiesel is a renewable fuel and its production generate raw glycerol (RG) as main byproduct. The use of RG as carbon source in microorganism cultivations poses as an alternative to add value and reduce the environmental impact of this residue. However, RG impurities (salts, esters, alcohol and soap) can inhibit cell growth. Techniques that aims adapting microorganisms to environments containing contaminants by adaptive evolution have been employed to overcome inhibition problems. Adaptation strategies allows imposing a certain selective pressure upon the population, favoring the appearance of mutants and selection of most beneficial mutations, which will make the cell more suited to develop itself in a hostile environment. This work employed Adaptive Evolution methodology to obtain an E. coli K12 strain adapted to RG concentrated by rotary evaporation (RGRota). Cultivations were carried out in plates (E. coli – USP strain) incubated at 37 ºC, as well as shaken flasks (E. coli – UMinho strain), kept at 37 ºC and 300 rpm, involving transfers to defined media gradually enriched with RGRota. Obtained evolved strain as well as the wild-type strain E. coli – UMinho were characterized in cultivations using 2 L, bench-scale bioreactor, equipped with monitoring and control system. During shaken flask experiments, growth was followed by optical density (OD) readings. In bioreactor cultures, samples were withdrawal to analyze cell concentration of the suspension (OD and dry cell weight), concentrations of glycerol, ethanol and organic acids (liquid chromatography), concentration of viable cells (colony forming units counting) and morphology. Cultures characterization were carried out with E. coli – USP in shaken flasks, the values of maximum specific growth rate (μmax) remained between 0.40 e 0.45 h-1 and they showed little influence of strain or media composition. These results suggest that the selected strain did not have differentiated characteristics from the wild-type strain. For E. coli – UMinho, two adaptation strategies were evaluated: successive transfer during exponential growth phase (OD = ~2.5) and during stationary growth phase (OD = ~10). In both cases cells evolved, showing increased μmax values, with more homogeneous populations being observed for adaptation conducted under the first strategy. After 26 days of adaptation, corresponding to 534 generations, an evolved strain, exhibiting μmax of 0.60 h-1 and capable of growing in medium containing 29 g/L of glycerol from RGRota was selected by the methodology of successive transfers in exponential phase. This growth rate was 27.6 % superior to that achieved by the wild-type strain (0.47 h-1). Evolved and wild-type strains were cultivated in bioreactor, containing defined medium prepared with GBRota to have 40 g/L of glycerol. The evolved one maintained μmáx of 0.61 h-1. Acetate formation was observed, with yield of 0.19 g acetate/g glycerol, which caused growth inhibition and limited biomass yield to 0.26 gbiomass/gglycerol. When the wild-type strain was cultivated in bioreactor, exponential growth started after 24 h of lag phase and it presented μmax of 0.28 h-1, biomass yield of 0,39 gbiomass/gglycerol and acetate yield of 0.19 gacetate/gglycerol. The evolved strain obtained, capable of growing in the biodiesel production residue, showed a μmax value similar to the best results reported in the literature for E. coli adaptation in pure glycerol (0.7 h-1), what demonstrates the successful application of the adaptive evolution methodology. Acetate accumulation can be reduced by Genetic Engineering techniques to manipulate metabolic pathways and this will lead to development of an industrial strain which can be employed as a platform of high value products using unrefined glycerol as substrate. / O biodiesel é um combustível renovável cuja produção gera o glicerol bruto (GB) como principal subproduto. O aproveitamento de GB como fonte de carbono em cultivos de microrganismos se apresenta como uma alternativa para agregar valor e reduzir o impacto ambiental deste resíduo. Contudo, as impurezas do GB (sais, ésteres, álcool e sabão) podem inibir o crescimento das células. Técnicas que visam adaptar os microrganismos via evolução adaptativa a ambientes contendo contaminantes vêm sendo empregadas para contornar problemas de inibição. As estratégias de adaptação permitem impor uma certa pressão seletiva sobre a população, favorecendo o aparecimento de mutantes e a seleção de mutações benéficas, que tornam a célula mais apta a se desenvolver em um ambiente hostil. O trabalho empregou a metodologia de Evolução Adaptativa para obter uma linhagem de E. coli K12 adaptada ao GB concentrado por rotaevaporação (GBRota). Os cultivos foram realizados tanto em placas (linhagem E. coli – USP) incubadas a 37ºC, como em frascos agitados (linhagem E. coli – UMinho), mantidos a 37ºC e 300 rpm, envolvendo transferências para meios definidos gradualmente enriquecidos com GBRota. A linhagem evoluída obtida assim como a linhagem selvagem E. coli – UMinho foram caracterizadas em cultivos em biorreator de bancada de 2 L, dotado de sistema de monitoramento e controle. Durante os experimentos em frascos agitados, o crescimento foi acompanhado por leitura de densidade ótica (DO). Nos cultivos em biorreator, amostras foram coletadas para análises de concentração celular da suspensão (DO e massa seca), da concentração de glicerol, etanol e ácidos orgânicos (por cromatografia líquida), da concentração de células viáveis (por contagem de unidades formadoras de colônia) e de morfologia. Para os cultivos de caracterização da E. coli – USP realizados em frascos agitados, os valores da velocidade máxima específica de crescimento (max) permaneceram entre 0,40 e 0,45 h-1, sendo pouco influenciados pela linhagem ou pela composição dos meios, sugerindo que a metodologia adotada para adaptação em placa não foi eficiente, já que a linhagem selecionada não possuía características diferenciadas em relação à linhagem selvagem. Para a E. coli – UMinho foram avaliadas duas estratégias de adaptação: transferências sucessivas na fase exponencial do cultivo (DO = ~2,5) e na fase estacionária (DO = ~10). Em ambos os casos, as células evoluíram, apresentando aumento nos valores de max., sendo que populações mais homogêneas foram observadas na adaptação realizada pela primeira estratégia. Após 26 dias de adaptação, correspondendo a 534 gerações, foi selecionada pela metodologia de transferências sucessivas na fase exponencial, uma linhagem evoluída apresentando velocidade máxima específica de 0,60 h-1, resultado superior em 27,6% ao da linhagem selvagem (0,47h-1), capaz de crescer em meio contendo ~30 g/L de glicerol proveniente do GBRota. As linhagens selvagem e evoluída foram cultivadas em biorreator contendo meio preparado com GBRota na concentração de 40 g/L de glicerol. A linhagem evoluída manteve o μmáx de 0,61 h-1. Foi observada formação de acetato, com rendimento de 0,19 gacetato/gglicerol, o que causou inibição do crescimento e limitou o rendimento em biomassa a 0,26 gbiomassa/gglicerol. Enquanto que, para a linhagem selvagem o cultivo em biorreator apresentou uma fase lag de 24 h, um max de 0,28 h-1, rendimento em biomassa de 0,39 gacetato/gglicerol e rendimento em acetato 0,19 gacetato/gglicerol. A linhagem evoluída obtida no presente trabalho, capaz de crescer no resíduo da produção de biodiesel, apresenta max semelhante aos melhores resultados relatados na literatura para adaptação de E. coli em glicerol puro (0,7 h-1), demonstrando o sucesso da aplicação da metodologia de evolução adaptativa. O acúmulo de acetato pode ser amenizado utilizando técnicas de Engenharia Genética para manipulação das vias metabólicas e permitindo o desenvolvimento de uma linhagem industrial que poderá ser empregada como plataforma para obtenção de produtos de alto valor agregado usando o glicerol não refinado como substrato.

Submitted by Aelson Maciera (aelsoncm@terra.com.br) on 2017-06-23T18:11:28Z No. of bitstreams: 1 DissJRFN.pdf: 1477527 bytes, checksum: cb09da4bfdd14f1e2c076f57d365b7a1 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-06-28T08:18:41Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissJRFN.pdf: 1477527 bytes, checksum: cb09da4bfdd14f1e2c076f57d365b7a1 (MD5) / Approved for entry into archive by Ronildo Prado (ronisp@ufscar.br) on 2017-06-28T08:18:52Z (GMT) No. of bitstreams: 1 DissJRFN.pdf: 1477527 bytes, checksum: cb09da4bfdd14f1e2c076f57d365b7a1 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-28T08:24:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DissJRFN.pdf: 1477527 bytes, checksum: cb09da4bfdd14f1e2c076f57d365b7a1 (MD5) Previous issue date: 2017-02-23 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / In recent years, the application of attenuated Salmonella spp. has been investigated for development of several biotechnological products, mainly vaccines. However, the implementation of industrial processes to obtain these products depends on the development of strategies for this microorganism high-cell density cultures (HCDC). One of the HCDC’s greatest challenges is overcoming Salmonella’s metabolic limitations, as it presents a high organic acids production (mainly acetic acid) that inhibits biomass formation. In this context, this work proposes two approaches to deal with this problem and implement Salmonella’s HCDC: studying the cultivation of S. typhimurium using glycerol as carbon source to reduce the generation of organic acids; studying the cultivation of a recombinant strain of S. typhimurium expressing the enzyme acetyl-CoA synthetase (ACS) from E. coli, for improved acetate assimilation). Initially, cultures were grown in agitated flasks in minimal media for two carbon sources (glucose or glycerol) for the wild-type and the recombinant strain. After the preliminary experiments, the recombinant strain was cultivated in bioreactor operated in batch mode with minimal medium formulated with glycerol, glucose or acetic acid as carbon source, to evaluate acetate production and assimilation. The wild-type strain was cultivated in a continuous-mode bioreactor on minimal medium with glycerol at D=0.10; 0.17 and 0.22 h-1 to evaluate the S. typhimurium glycerol metabolism. During the cultivations, samples were collected and analyzed by high-performance liquid chromatography to quantify the production of organic acids and substrate consumption. To quantify the concentration of biomass, optical density (600 nm) readings of culture broth and dry cell weight measurements were performed. Agitated flasks and batch cultivations results indicated that the acetate production is reduced in medium with glycerol for both strains, and that the genetically modified cells present a lower acetate accumulation phenotype compared to the wild-type. Continuous cultures of the wild-type strain showed no acetate accumulation for a 0.1 h-1 dilution rate. At rates of 0.17 h-1 and 0.22 h-1 acetate accumulation was observed, but acetate flux was 2-fold lower than the flux reached in chemostat with glucose-formulated medium. Simulations were performed with the STM_v1.0 model using as input data the glycerol and oxygen fluxes estimated from the experimental results. Good predictions were obtained for the biomass, CO2 and acetate fluxes at the higher dilution rates. The results suggest that fed-batch culture using glycerol as carbon source along with an exponential feed to maintain a 0.1 h-1 specific growth rate as a promising strategy to obtain high cellular concentrations of wild-type S. typhimurium. The efficient acetate uptake observed for the recombinant S. typhimurium cells may allow higher values of specific growth rate to be used for this strain, resulting in a higher productivity of biomass. / Nos últimos anos, a aplicação de linhagens atenuadas de Salmonella spp. vem sendo amplamente investigada para o desenvolvimento de diversos produtos biotecnológicos, principalmente vacinas. No entanto, a implementação de processos industriais para a obtenção destes produtos depende do desenvolvimento de estratégias para o cultivo em alta densidade celular (CADC) deste microrganismo. Para isso, um dos grandes desafios a ser superado se refere às limitações metabólicas da Salmonella, uma vez que esta apresenta elevada produção de ácidos orgânicos (principalmente ácido acético) que inibem a formação de biomassa. Neste contexto, este trabalho propõe duas abordagens para lidar com este problema e implementar CADC de Salmonella: estudar o crescimento de Salmonella typhimurium em glicerol avaliando seu metabolismo como uma fonte de carbono menos propensa à geração de ácidos orgânicos; e estudar a produção destes ácidos por uma cepa de S. typhimurium geneticamente modificada para diminuir o acúmulo de acetato (super-expressão do gene acs, de Escherichia coli, que codifica a enzima acetil-CoA sintetase (ACS) responsável pela assimilação de acetato). Inicialmente foram realizados cultivos em frascos agitados em meio mínimo para duas fontes de carbono (glicose ou glicerol), para a cepa selvagem e para a cepa recombinante. Após os experimentos preliminares, foram realizados cultivos em biorreator operado em modo batelada com a cepa modificada em meio mínimo formulado com glicerol, glicose ou ácido acético, como fonte de carbono, a fim de avaliar a produção e a assimilação de acetato. Foram realizados cultivos em biorreator em modo contínuo com a cepa selvagem em meio mínimo com glicerol com D=0,10; 0,17 e 0,22 h-1 para avaliar o metabolismo do glicerol pela S. typhimurium. Ao longo dos cultivos foram coletadas amostras do caldo e analisadas por cromatografia líquida de alta eficiência para quantificar a produção de ácidos orgânicos e o consumo de substrato. Para quantificar a biomassa produzida, foram realizadas medidas de densidade ótica (600 nm) e de massa seca. Os resultados dos cultivos em frascos agitados e das bateladas indicam que, para ambas as cepas, a produção de acetato é reduzida em meio formulado com glicerol, e que as células modificadas geneticamente apresentam um fenótipo de menor acúmulo de acetato comparadas à linhagem selvagem. Os cultivos contínuos realizados com a cepa selvagem mostraram que não houve acúmulo de acetato para a taxa de diluição de 0,1 h-1. Já nas taxas de 0,17 h-1 e 0,22 h-1, apesar de haver acúmulo, o fluxo de produção de acetato foi cerca de 2 vezes menor que o observado em quimiostato em meio formulado com glicose. Foram realizadas simulações com o modelo STM_v1.0, tendo como dados de entrada os fluxos de glicerol e de oxigênio estimados a partir dos dados experimentais. O modelo descreveu bem os fluxos de biomassa, CO2 e acetato para as taxas de diluição mais altas. Os resultados obtidos sugerem o cultivo em batelada alimentada com glicerol como fonte de carbono, e alimentação exponencial definida para manter a velocidade específica de crescimento em 0,1 h-1, como uma estratégia promissora para obter altas concentrações celulares de S. typhimurium selvagem. Para a S. typhimurium recombinante, devido à sua eficiente assimilação de acetato, valores ainda maiores de velocidade específica de crescimento poderiam ser impostos, com elevado aumento de produtividade em biomassa.

Submitted by MAURÍLIO DE OLIVEIRA SILVÉRIO null (mauriliooliveira12@yahoo.com.br) on 2016-10-26T06:16:35Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Maurílio.pdf: 1305705 bytes, checksum: 50103e97b5ef9d230d5fadd13c42ae9d (MD5) / Rejected by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br), reason: Solicitamos que realize uma nova submissão seguindo a orientação abaixo: O arquivo submetido está sem a ficha catalográfica. A versão submetida por você é considerada a versão final da dissertação/tese, portanto não poderá ocorrer qualquer alteração em seu conteúdo após a aprovação. Corrija esta informação e realize uma nova submissão com o arquivo correto. Agradecemos a compreensão. on 2016-11-01T14:53:02Z (GMT) / Submitted by MAURÍLIO DE OLIVEIRA SILVÉRIO null (mauriliooliveira12@yahoo.com.br) on 2016-11-04T15:12:31Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Maurílio.pdf: 1307999 bytes, checksum: 0c0da6a2ec3f3d93a2fb350becf7b6f5 (MD5) / Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2016-11-07T16:22:12Z (GMT) No. of bitstreams: 1 silveiro_mo_me_guara.pdf: 1307999 bytes, checksum: 0c0da6a2ec3f3d93a2fb350becf7b6f5 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-07T16:22:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 silveiro_mo_me_guara.pdf: 1307999 bytes, checksum: 0c0da6a2ec3f3d93a2fb350becf7b6f5 (MD5) Previous issue date: 2016-09-02 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / O presente estudo refere-se à análise técnica e econômica da reforma a vapor do glicerol, gerado como subproduto no processo de produção de biodiesel, para a produção de hidrogênio como alternativa de combustível renovável para os diversos problemas energéticos que o mundo vem enfrentando. A análise técnica da reforma a vapor de glicerol para a produção de hidrogênio consiste em estudos físico-químicos do processo, com informações sobre a temperatura, os valores para pressão de vapor da reforma, o grau de avanço da reação, o volume de reagentes utilizados (glicerol e água) e os produtos obtidos nas reações (de hidrogênio e dióxido de carbono). A análise econômica tem o objetivo de determinar o custo de produção de hidrogênio em função do capital investido, da operação e da manutenção do reformador. Estes estudos indicam que a reforma a vapor de glicerol é tecnicamente viável para a produção de hidrogênio como alternativa de combustível renovável. A importância desse processo de reforma a vapor também é enfatizada por ser uma utilização alternativa para o glicerol gerado como um subproduto da produção de biodiesel. / Faced with serious energy production problems, the world is becoming more concerned with researching and implementing energy renewable sources. Biodiesel is an example, but the biodiesel production process generates glycerol as a byproduct, this residue can become an obstacle for biodiesel production. However, the steam reforming of glycerol could be used to produce hydrogen. In this work, the technical and economic analysis of this process is made. The technical analysis consists in physical and chemical studies. These analyses provided information as temperature, pressure ranges for steam reforming, the volume of reactants used (in this case, glycerol and water) and the products obtained in the reactions (hydrogen and carbon dioxide), and the advancement degree of the reforming reaction.. The economic analysis was performed in order to determine the cost of hydrogen production as a function of the capital invested, operation and maintenance of the reformer. These studies indicates that the glycerol steam reforming is technically feasible to produce hydrogen as an alternative renewable fuel. The importance of this process is emphasized because it is an alternative use of glycerol generated as a byproduct of biodiesel production.

Submitted by Letícia Fernanda Rasteiro null (leticiarasteiro@gmail.com) on 2017-08-14T18:29:34Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Letícia (repositório).pdf: 7126379 bytes, checksum: fb6b61701c972d4a6fedad35c81492ba (MD5) / Approved for entry into archive by LUIZA DE MENEZES ROMANETTO (luizamenezes@reitoria.unesp.br) on 2017-08-18T20:29:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 rasteiro_lf_me_araiq.pdf: 7126379 bytes, checksum: fb6b61701c972d4a6fedad35c81492ba (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-18T20:29:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 rasteiro_lf_me_araiq.pdf: 7126379 bytes, checksum: fb6b61701c972d4a6fedad35c81492ba (MD5) Previous issue date: 2017-07-28 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Este trabalho descreve a avaliação de óxidos mistos porosos de vanádio e molibdênio na reação de desidratação oxidativa do glicerol a ácido acrílico em uma única etapa. O trabalho divide-se em duas partes, em que na primeira tem-se a síntese, caracterização e avaliação catalítica dos materiais inicialmente sem tensoativos para posterior aplicação das condições ideias encontradas nesta etapa na segunda etapa, sendo ela a síntese, caracterização e avaliação catalítica dos materiais porosos. Na preparação dos materiais sem tensoativos variou-se a atmosfera de síntese e de tratamento térmico, mostrando que diferentes fases cristalinas eram formadas para cada condição distinta e por meio do método de Rietveld fez-se a quantificação dessas fases cristalinas formadas para cada amostra. Ao correlacionar as fases cristalinas presentes em cada amostra com os resultados catalíticos, observou-se que o melhor resultado se deu para aquela sintetizada e tratada termicamente em atmosfera de O2, no qual a fase Mo4,65V0,35O14 era predominante. Avaliou-se também a acidez dos materiais, porém os mesmos apresentaram poucas quantidades de sítios ácidos totais. Analisou-se também as condições para a reação catalítica, variando-se a temperatura e a atmosfera de reação. Por meio de todo o estudo das melhores condições concluiu-se que sintetizar e tratar termicamente em atmosfera de O2 leva aos melhores resultados catalíticos e que realizar a reação catalítica em atmosfera de O2 a 320°C melhora ainda mais a atividade catalítica do material. Através de uma análise após a reação notou-se que não houve formação de compostos carbonáceos e que o equilíbrio na quantidade das fases contendo o vanádio nas formas reduzida e oxidado é o responsável pela melhor atividade catalítica encontrada e que a presença de V+4 é imprescindível para a etapa de oxidação de acroleína a ácido acrílico. Na segunda etapa do trabalho, avaliou-se a influência da inserção dos poros no material pela adição de tensoativos à síntese em que se obteve os melhores resultados catalíticos na reação da desidratação oxidativa do glicerol. Sintetizou-se os catalisadores com 3 diferentes tensoativos em 3 razões tensoativo/(Mo+V) distintas, nas condições encontradas na parte 1 do trabalho. Caracterizou-se os materiais por difração de raios-X, dessorção de amônia a temperatura programada, porosimetria de mercúrio, picnometria de hélio, termogravimetria e fisissorção de nitrogênio. Observou-se a formação das fases cristalinas iguais ao do material de referência (MoV-O2(O2)), como já esperado e o aumento da porosidade para todos os catalisadores. Os materiais apresentaram acidez total menor do que a da referência porém com aumento na quantidade de sítios mais fortes. Não se observou a formação de coque nas amostras analisadas após a reação. Observou-se uma melhora significativa nos resultados catalíticos comparados aos catalisadores sem poros, principalmente para o catalisador SDS-0,10, alcançando uma seletividade para ácido acrílico de 56% e 100% de conversão, mostrando que os objetivos iniciais do trabalho foram alcançados. / This work describes the evaluation of porous vanadium and molybdenum mixed oxides in the one-step glycerol oxydehydration to acrylic acid. The work was separated in two parts, where the first one is the synthesis, characterization and catalytic evaluation of the materials initially without the pores for later application of the ideal conditions found in this stage in the second stage, being it the synthesis, characterization and catalytic evaluation of porous materials. In the materials preparation without pores, the synthesis and heat treatment atmosphere was varied, showing that different crystalline phases were formed for each distinct condition and by means of the Rietveld refinement method the crystalline phases formed for each sample were quantified. By correlating the crystalline phases present in each sample with the catalytic results, it was observed that the best result was obtained for the one synthesized and thermally treated in O2 atmosphere, in which the Mo4.65V0.35O14 crystalline phase was predominant. The acidity of the materials was also evaluated, but they presented few amounts of total acid sites. The conditions for the catalytic reaction were also analyzed by varying the reaction temperature and the reaction atmosphere. Throughout the study of the best conditions it was concluded that synthesizing and thermally treating in O2 atmosphere leads to the best catalytic results and that performing the catalytic reaction in an O2 atmosphere at 320°C further improves the catalytic activity of the material. It was observed that there was no formation of carbonaceous compounds and that the equilibrium in the amount of the phases containing the vanadium in the reduced and oxidized forms is responsible for the best catalytic activity found and that the presence of V+4 is essential for the oxidation step of acrolein to acrylic acid. In the second stage of the work, was evaluated the material porosity influence in the glycerol oxydehydration to acrylic acid. The catalysts were synthesized with 3 different surfactants in 3 different surfactant/(Mo + V) ratios, under the ideal conditions found in part 1 of the work. The materials were characterized by X-ray diffraction, temperature programmed desorption of ammonia, mercury porosimetry, helium pycnometry, thermogravimetry and nitrogen physisorption. The formation of the same crystalline phases as that of the reference (MoV-O2(O2)) was observed for the porous catalysts, as already expected and was observed an increase in the porosity to all the catalysts prepared with surfactants. The materials presented lower total acidity than the reference, but with an increase in the number of strongest sites. No coke formation was observed in the analyzed samples after the reaction. The catalytic tests performed in the best conditions seen in part 1 of this work showed a significant improvement in the catalytic results compared to the non-porous catalysts, especially for the SDS-0.10 catalyst, achieving 56% of selectivity for acrylic acid and 100% of conversion, showing that the initial objectives of the work were achieved. / CNPq: 152447/2015-6

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:06Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-10-21Bitstream added on 2014-06-13T20:38:18Z : No. of bitstreams: 1 magalhaes_ts_me_sjrp.pdf: 702611 bytes, checksum: 13fc3a06f187539258af5a2b0088eb89 (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / Utilizando o bagaço de cana como matéria prima para a produção do etanol brasileiro pode-se aumentar a produção em 50% deste combustível sem o aumento de área cultivada com a cana de açúcar. A hidrólise química deste material demonstrou ser ineficiente à medida que gera um grande número de substâncias inibidoras do processo fermentativo alcoólico, como aldeídos furânicos e fenóis. A hidrólise enzimática vem se destacando como a forma mais viável de sacarificação do bagaço, em função de não gerar tais inibidores, mas a recalcitrância da fibra vegetal impede tal processo. A ação das enzimas hidrolíticas é muito dificultada pela forma como se encontra naturalmente a fibra vegetal: regiões de alta cristalinidade e a presença de lignina revestindo as fibras. O preparo do bagaço para a ação enzimática, normalmente denominado de pré-tratamento, utiliza condições extremas de temperatura e pressão que podem formar produtos tóxicos para a fermentação alcoólica e apresentam sérios riscos operacionais. O objetivo deste trabalho é avaliar o grau de desestruturação do bagaço após pré-tratamentos em soluções ácidas e alcalinas em glicerol e irradiadas com micro-ondas (MO) em dois modos: estático e rotativo. A melhor condição para a ação hidrolítica do complexo enzimático empregado foi obtida em meio não tamponado (água destilada) durante 24 horas. As maiores liberações de açúcares redutores totais (ART) após a hidrólise enzimática foram alcançadas quando o bagaço foi pré-tratado com irradiação de MO por dois minutos em modo rotativo em meio ácido (0,07 mol/L H2SO4) em 100% glicerol (617 ± 24 mg de ART/g de bagaço) e em meio alcalino (0,05 mol/L NaOH) em 100% glicerol... / The production of the Brazilian bioethanol can be increased in 50% without expanding the area cultivated with sugarcane by using sugarcane bagasse as raw material. Its recalcitrance is an obstacle to enzymatic hydrolysis, which can be overcome by physical-chemical treatments. Common pre-treatments using extreme conditions of temperature and pressure are dangerous, promote the generation of toxic compounds (phenols and aldehydes) besides being potentially inhibitory for yeast. The aim of this work is to assess the degree of disruption of the bagasse after pre-treatment in acidic and alkaline glycerol, irradiated with microwaves both in the static and rotational modes. The enzyme complex showed the best results with the reactions promoted in a non-buffered (distilled water) at 24 hours. The best results for the pre-treatment were found after inserting a rotation system in the microwave oven inasmuch as the samples were subjected to irradiation in a more homogeneous way. The best pre-treatment was obtained after enzymatic hydrolysis in sulfuric acid (0.07 mol/L), in pure glycerol, with the rotation of the balloon inside the microwave oven (617 ± 24 mg of ART/g bagasse). In alkaline medium, the best result was found in the absence of water in the reaction medium (0.05 mol/L NaOH) with the rotation of the balloon inside the microwave oven (601 ± 58 mg of ART/g of bagasse). Differential Scanning Calorimetry (DSC) allows to evaluate the degree of disruption of bagasse comparing the enthalpy change, which can be associated with disruption of bounds in pre-treated bagasse. Among the pre-treated bagasse, it is observed that the bagasse treated with NaOH 0.05 mol/L and 5% of water in glycerol had the lowest ΔH, suggesting greater breakdown of carbohydrates after pre-treatment

Fundação de Amparo a Pesquisa do Estado de Minas Gerais / Este trabalho utilizou glicerol como fonte de carbono na obtenção de biopolímero a partir de fermentação com fungos do cerrado. Foram utilizados quatro diferentes micro-organismos com o objetivo de converter glicerol em biopolímeros. Os micro-organismos testados foram: Mucor racemosus Fresenius, Monilia sitophila, Fusarium sp, e Acremonium sp. Para cada microrganismo realizou-se ensaios exploratórios, afim de selecionar cepas capazes de converter glicerol no bioproduto de interesse. No primeiro teste exploratório, com 168 horas de fermentação, o micro-organismo Mucor racemosus Fresenius, apresentou formação de 1 g/L de biopolímero. As variáveis avaliadas nos ensaios posteriores (em erlenmyer) foram em sequência cronológica: concentração inicial de glicerol; tempo de fermentação; tempo de cultivo do inóculo em meio Czapeck; ensaios com aeração contínua; avaliação da reposição de meio durante a fermentação; avaliação da vazão de ar; avaliação da influência da aeração aplicada em duas fases no crescimento celular e na produção do biopolímero; avaliação do efeito da adição de extrato de levedura sobre a produção de goma e avaliação da produção de goma sem adição do glicerol. Dentre as condições estudadas identificou-se como mais promissoras: concentração inicial de glicerol de 50 g/L, 2 g/L de extrato de levedura, com tempo de fermentação de 96 horas e com agitação de 100 rpm, 120 horas de idade de cultivo do inóculo, sistema com aeração empregando vazão de ar de 4 vvm na fase de produção (72 horas após as 24 h sem aeração), sem reposição de meio de cultivo. Nestas condições houve uma produção máxima de 14,21 g/L de goma formada e 67,7% consumo de glicerol. Após estes ensaios foi realizado o ensaio cinético em fermentador Biostat B de capacidade de 2L, com volume útil de 1L, para avaliar o desempenho do fungo na produção do biopolímero nas melhores condições estabelecidas de processo. Nesta etapa foi gerada uma produção de 23 g/L de goma e consumo de glicerol de 75%. A análise do espectro de infravermelho da goma produzida comparada a goma xanthana mostrou, que as gomas possuem natureza de carboidrato. / The present work used glycerol as a carbon source to obtain bio-based products from fermentation with fungi. It was used four different microorganisms in order to convert glycerol into biopolymers and biosurfactants. The microorganisms tested were: Mucor racemosus Fresenius, Monilia sitophila, Fusarium sp and Acremonium sp. For each microorganism exploratory tests were held in order to select strains capable of converting glycerol in bio-based products of interest. In the first exploratory test of 168 hours fermentation, the microorganism Mucor racemosus Fresenius showed the formation of 1 g/L biopolímero.As variables evaluated in subsequent tests (in Erlenmyer) are in chronological order: the concentration of glycerol; fermentation time; cultivation time of inoculum amid Czapeck; trials with continuous aeration; review the replacement of the medium during fermentation;review of the flow rate; evaluate the influence of aeration applied in two stages in cell growth and production of the biopolymer; assessing the effect of adding yeast extract on gum production and evaluation of gum production without addition of glycerol. These assays have promoted the following results: glycerol concentration of 50 g/L 2 g/L yeast extract with fermentation time of 96 hours with agitation of 100 rpm and 120 hours of culture age of the inoculum, aeration system using flow rate of 4 vvm in the production phase (72 hours after the 24 h without aeration) without replacement of culture medium. Under these conditions there was a maximum yield of 14.21 g/L and 67.7% gum formed consumption glicerol. After these tests the kinetic assay was performed in Biostat B fermenter with a capacity of 2L, with a working volume of 1L to evaluate the performance of the fungi in the production of biopolymer in the best conditions established process. In this step has been generated an output of 23 g/L of starch and glycerol consumption of 75%. The analysis of the infrared spectrum of the biopolymer produced compared to xanthana gum showed that biopolymers have carbohydrate nature. / Dissertação (Mestrado)