Made available in DSpace on 2014-12-17T15:42:26Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ValdeliceRS.pdf: 981957 bytes, checksum: cedb4f2ae440069c889ba97e29744a20 (MD5) Previous issue date: 2007-07-11 / The natural gas (NG) is a clean energy source and found in the underground of porous rocks, associated or not to oil. Its basic composition includes methane, ethane, propane and other components, like carbon dioxide, nitrogen, hydrogen sulphide and water. H2S is one of the natural pollutants of the natural gas. It is considered critical concerning corrosion. Its presence depends on origin, as well as of the process used in the gas treatment. It can cause problems in the tubing materials and final applications of the NG. The Ag?ncia Nacional do Petr?leo sets out that the maximum concentration of H2S in the natural gas, originally national or imported, commercialized in Brazil must contain 10 -15 mg/cm3. In the Processing Units of Natural Gas, there are used different methods in the removal of H2S, for instance, adsorption towers filled with activated coal, zeolites and sulfatreat (solid, dry, granular and based on iron oxide). In this work, ion exchange resins were used as adsorbing materials. The resins were characterized by thermo gravimetric analysis, infrared spectroscopy and sweeping electronic microscopy. The adsorption tests were performed in a system linked to a gas-powered chromatograph. The present H2S in the exit of this system was monitored by a photometrical detector of pulsing flame. The electronic microscopy analyzes showed that the topography and morphology of the resins favor the adsorption process. Some characteristics were found such as, macro behavior, particles of variable sizes, spherical geometries, without the visualization of any pores in the surface. The infrared specters presented the main frequencies of vibration associated to the functional group of the amines and polymeric matrixes. When the resins are compared with sulfatreat, under the same experimental conditions, they showed a similar performance in retention times and adsorption capacities, making them competitive ones for the desulphurization process of the natural gas / O g?s natural (GN) ? uma fonte de energia limpa encontrada no subsolo de rochas porosas, associado ou n?o ao petr?leo. Sua composi??o b?sica inclui metano, etano, propano e outros componentes, como di?xido de carbono, nitrog?nio, ?cido sulf?drico e ?gua. H2S ? um dos poluentes naturais do g?s natural. ? considerado cr?tico no que se refere ? corros?o. Sua presen?a depende da origem, bem como do processo usado no tratamento do g?s. Ele pode acarretar problemas nas tubula??es e aplica??es finais do GN. A Ag?ncia Nacional de Petr?leo estabelece que a concentra??o m?xima de H2S no g?s natural, de origem nacional ou importado, comercializado no Brasil contenha no m?ximo 10 15 mg/m3. Nas Unidades de Processamento do G?s Natutal, diferentes m?todos s?o usados na remo??o de H2S, por exemplo, em torres de adsor??o recheadas com carv?o ativo, ze?litas e Sulfatreat (s?lido, seco, granular e baseado em ?xido de ferro). Neste trabalho, resinas de troca-i?nica foram usadas como material adsorvente. As resinas foram caracterizadas por an?lise termogravim?trica, espectroscopia de infravermelho e microscopia eletr?nica de varredura. Os ensaios de adsor??o foram realizados em um sistema acoplado a um cromat?grafo a g?s. O H2S presente na sa?da do sistema foi monitorado por um detector fotom?trico de chama pulsante. As an?lises de microscopia eletr?nica demonstraram que a topografia e morfologia das resinas favorecem o processo de adsor??o. Caracter?sticas como comportamento macro, part?culas de tamanhos variados, geometrias esf?ricas, sem a visualiza??o de poros na superf?cie, foram encontrados. Os espectros de infravermelho apresentaram as principais freq??ncias de vibra??o associadas aos grupos funcionais das aminas e matrizes polim?ricas. Quando comparadas ao sulfatreat, sob as mesmas condi??es experimentais, as resinas demonstraram semelhante desempenho em tempos de reten??o e capacidade de adsor??o, tornando-se competitiva para o processo de dessulfuriza??o do g?s natural

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:42:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ValdeliceRS.pdf: 629576 bytes, checksum: 6bcf4a0b805ce82618289068cfb23b77 (MD5) Previous issue date: 2006-07-11 / The natural gas (NG) is a clean energy source and found in the underground of porous rocks, associated or not to oil. Its basic composition includes methane, ethane, propane and other components, like carbon dioxide, nitrogen, hydrogen sulphide and water. H2S is one of the natural pollutants of the natural gas. It is considered critical concerning corrosion. Its presence depends on origin, as well as of the process used in the gas treatment. It can cause problems in the tubing materials and final applications of the NG. The Ag?ncia Nacional do Petr?leo sets out that the maximum concentration of H2S in the natural gas, originally national or imported, commercialized in Brazil must contain 10 -15 mg/cm3. In the Processing Units of Natural Gas, there are used different methods in the removal of H2S, for instance, adsorption towers filled with activated coal, zeolites and sulfatreat (solid, dry, granular and based on iron oxide). In this work, ion exchange resins were used as adsorbing materials. The resins were characterized by thermo gravimetric analysis, infrared spectroscopy and sweeping electronic microscopy. The adsorption tests were performed in a system linked to a gas-powered chromatograph. The present H2S in the exit of this system was monitored by a photometrical detector of pulsing flame. The electronic microscopy analyzes showed that the topography and morphology of the resins favor the adsorption process. Some characteristics were found such as, macro behavior, particles of variable sizes, spherical geometries, without the visualization of any pores in the surface. The infrared specters presented the main frequencies of vibration associated to the functional group of the amines and polymeric matrixes. When the resins are compared with sulfatreat, under the same experimental conditions, they showed a similar performance in retention times and adsorption capacities, making them competitive ones for the desulphurization process of the natural gas / O g?s natural (GN) ? uma fonte de energia limpa encontrada no subsolo de rochas porosas, associado ou n?o ao petr?leo. Sua composi??o b?sica inclui metano, etano, propano e outros componentes, como di?xido de carbono, nitrog?nio, ?cido sulf?drico e ?gua. H2S ? um dos poluentes naturais do g?s natural. ? considerado cr?tico no que se refere ? corros?o. Sua presen?a depende da origem, bem como do processo usado no tratamento do g?s. Ele pode acarretar problemas nas tubula??es e aplica??es finais do GN. A Ag?ncia Nacional de Petr?leo estabelece que a concentra??o m?xima de H2S no g?s natural, de origem nacional ou importado, comercializado no Brasil contenha no m?ximo 10 15 mg/m3. Nas Unidades de Processamento do G?s Natutal, diferentes m?todos s?o usados na remo??o de H2S, por exemplo, em torres de adsor??o recheadas com carv?o ativo, ze?litas e Sulfatreat (s?lido, seco, granular e baseado em ?xido de ferro). Neste trabalho, resinas de troca-i?nica foram usadas como material adsorvente. As resinas foram caracterizadas por an?lise termogravim?trica, espectroscopia de infravermelho e microscopia eletr?nica de varredura. Os ensaios de adsor??o foram realizados em um sistema acoplado a um cromat?grafo a g?s. O H2S presente na sa?da do sistema foi monitorado por um detector fotom?trico de chama pulsante. As an?lises de microscopia eletr?nica demonstraram que a topografia e morfologia das resinas favorecem o processo de adsor??o. Caracter?sticas como comportamento macro, part?culas de tamanhos variados, geometrias esf?ricas, sem a visualiza??o de poros na superf?cie, foram encontrados. Os espectros de infravermelho apresentaram as principais freq??ncias de vibra??o associadas aos grupos funcionais das aminas e matrizes polim?ricas. Quando comparadas ao sulfatreat, sob as mesmas condi??es experimentais, as resinas demonstraram semelhante desempenho em tempos de reten??o e capacidade de adsor??o, tornando-se competitiva para o processo de dessulfuriza??o do g?s natural

FundaÃÃo Cearense de Apoio ao Desenvolvimento Cientifico e TecnolÃgico / A cajucultura à considerada uma das atividades sÃcio-econÃmicas mais importantes da regiÃo Nordeste do Brasil. Apesar de ser empregado industrialmente para fabricaÃÃo de polpa, bebidas e doces, o pedÃnculo do caju apresenta altÃssimos nÃveis de desperdÃcio. Pouco mais de 10% da produÃÃo agrÃcola à explorada comercialmente. Neste contexto, a obtenÃÃo de produtos de valor agregado a partir do pedÃnculo do caju â como xaropes de frutose e glicose â pode indicar rotas econÃmicas alternativas para as regiÃes produtoras, aproveitando a produÃÃo excedentÃria nÃo absorvida pelo mercado de sucos e doces industrializados. O leito mÃvel simulado constitui uma das mais inovadoras tecnologias cromatogrÃficas que realiza separaÃÃo de isÃmeros de forma contÃnua. Um dos pontoschave desta tecnologia à a escolha adequada das condiÃÃes de operaÃÃo (vazÃes e tempos de troca) que propiciem uma separaÃÃo adequada. Este trabalho apresenta estudos de equilÃbrio de adsorÃÃo de soluÃÃes sintÃticas de frutose e glicose, em condiÃÃes de sobrecarga de concentraÃÃo, visando à separaÃÃo destes aÃÃcares em leito mÃvel simulado para a produÃÃo de xaropes de caju enriquecidos em frutose e glicose. As isotermas de adsorÃÃo foram obtidas por cromatografia frontal, utilizando soluÃÃes sintÃticas de frutose e glicose com concentraÃÃo variando de 10 a 120g/L, nas temperaturas de 30, 40 e 60 ÂC, utilizando as resinas de troca iÃnica Dowex MTO 99Ca e Diaion UBK 555. As curvas de ruptura (breakthrough) das soluÃÃes sintÃticas foram confrontadas com curvas de breakthrough obtidas a partir do xarope de caju para validaÃÃo do modelo. A partir das mesmas, foram obtidas isotermas nÃo-lineares bem descritas pelo modelo de Langmuir. O modelo do transporte dispersivo foi empregado para reproduzir o comportamento das curvas de breakthrough e para estimar parÃmetros de transferÃncia de massa, utilizando o solver comercial gPROMS. Os dados de equilÃbrio de adsorÃÃo foram utilizados para gerar a regiÃo de completa separaÃÃo (razÃes de vazÃo nas zonas 2 e 3) em uma unidade de leito mÃvel simulado (LMS), com base na Teoria do EquilÃbrio (mÃtodo do triÃngulo) para prediÃÃo das condiÃÃes de operaÃÃo numa unidade piloto. / The cashew crop is considered one of the most important socio-economic activity in Northeastern Brazil. Despite being used industrially for the production of pulp, drinks and sweets, the cashew apple shows high levels of waste. A little more than 10% of crop is exploited commercially. In this context, adding value to products derived from the cashew apple - such as fructose and glucose syrups - may indicate alternative economical routes for producing regions, by consuming the surplus not absorbed by the market of juices and sweets. The simulated moving bed is one of the most innovative technologies that performs continuous chromatographic separation of isomers. One of the key points of this technology is the choice of operating conditions (flows and switching times) that provides adequate separation. This work presents studies of adsorption equilibrium of synthetic solutions of fructose and glucose, under overloaded conditions of concentration, aiming at the separation of these sugars in simulated moving bed for the production of high-fructose and high-glicose syrups. The adsorption isotherms were obtained by frontal analysis, using synthetic solutions with fructose and glucose concentrations ranging from 10 to 120g / L, at temperatures of 30, 40 and 60  C, using the ion exchange resins Dowex MTO 99Ca and Diaion UBK 555. The breakthrough curves of synthetic solutions were compared with those obtained from the cashew syrup for validation of data, tha sake of model validation. Tha measured isotherms were non-linear and well described by the Langmuir model. The dispersive transport model was used to reproduce the behavior of breakthrough curves and to estimate mass transfer parameters, using the gPROMS commercial solver. Adsorption data were used to generate the region of complete separation (flowrate ratios in sections 2 and 3) of a simulated moving bed (SMB unit), based on the equilibrium theory (the triangle method), in order to predict operating conditions in a pilot unit.

A presença de compostos inibidores ao metabolismo de microrganismos é a principal dificuldade encontrada para utilização dos hidrolisados hemicelulósicos para produção de etanol e xilitol. Compostos derivados das degradações da lignina, da celulose e hemicelulose são liberados durante a hidrólise ácida da biomassa. O presente trabalho teve como objetivo avaliar a utilização de diferentes tratamentos de destoxificação de forma combinada, visando a purificação do hidrolisado hemicelulósico de bagaço de cana-de-açúcar para obtenção de etanol e xilitol. Os tratamentos utilizados foram: coagulação/floculação de impurezas coloidais, separação por membranas de microfiltração e ultrafiltração e resinas de troca iônica, sendo o material de partida foi um hidrolisado de bagaço recém-obtido. O tratamento de coagulação/floculação foi otimizado utilizando planejamento de experimentos do tipo fatorial e na melhor condição promoveu reduções de 53,3% em compostos fenólicos, 34,8% de furfural, 3,7% de HMF, 4,2% de ácido acético e 67,6% da área espectral. Na sequência, o hidrolisado tratado na etapa anterior foi submetido a testes de microfiltração e ultrafiltração. Para esta etapa os melhores resultados foram obtidos utilizando membranas de 100 kDa em polietersulfona. Com este tratamento foi possível reduzir em 11,9% os compostos fenólicos, 23,8% de furfural, 21,5% de HMF e 21,4% de área espectral. Após o tratamento com membranas o hidrolisado foi percolado em resinas de caráter catiônico e aniônico utilizadas em série possibilitando a eliminação de 34,8% de compostos fenólicos, 38,5% de furfural, 74,7% de HMF, 55% de ácido acético e 10,3% da área espectral. Ao final, a combinação de todas as tecnologias de separação estudadas possibilitou remoções maiores que 97% para compostos fenólicos, furfural e HMF o que resultou numa redução da área espectral em 99,3%. O hidrolisado purificado foi concentrado e submetido a testes fermentativos preliminares para produção de etanol e xilitol. Estas bioconversões apresentaram rendimentos de 0,58 g/g em xilitol e 0,29 g/g em etanol por D-xilose consumida, que equivalem a 86% e 83% dos rendimentos obtidos a partir dos meios sintéticos, respectivamente. Estes resultados indicaram que a purificação obtida através do uso combinado da coagulação/floculação, separação por membranas e resinas de troca iônica foram bastante satisfatórios principalmente considerando a fermentabilidade obtida a partir deste substrato em comparação ao meio sintético. / The presence of inhibitory compounds in the metabolism of microorganisms is the main difficulty for the use of hemicellulosic hydrolyzate for ethanol and xylitol production. Compounds derived from lignin, cellulose and hemicellulose degradation are released during the biomass acid hydrolysis. This study aimed to evaluate the use of different detoxification treatments in combination, aimed at purifying the hydrolyzed hemicellulosic sugarcane bagasse. The treatments were: coagulation / flocculation of colloidal impurities, separation by microfiltration and ultrafiltration membrane and ion exchange resins, and the starting material was a newly obtained hydrolyzed bagasse. The treatment of coagulation / flocculation was optimized using factorial experiments design of the kind that in the best condition promoted reductions of 53.3%, 34.8%, 3.7%, 4.2% and 67.6% in phenolic compounds, furfural, hydroxymethylfurfural, acid acetic acid and spectral area, respectively. Next, the hydrolyzate treated in the previous step was tested for microfiltration and ultrafiltration. For this step the best results were obtained using a 100 kDa membrane in polyethersulfone. With this treatment were obtaneid reduction of 11.9%, 23.8%, 21.5%, 21.4% in phenolic compunds, furfural, hydroxymethylfurfural and spectral area, respectively. After membrane treatment the hydrolyzate was percolated through resins with anionic and cationic character used in series enabling the elimination of 34.8%, 38.5%, 74.7%, 55% and 10.3% of phenolic compounds, furfural, hydroxymethylfurfural, acetic acid and spectral area, respectively. At the end, the combination of all separation technologies studied was able to remove greater than 97% of phenolic compounds, furfural and hydroxymethylfurfural which resulted in a reduction of 99.3% in spectral area. The purified hydrolyzate was concentrated and subjected to preliminary fermentative testing for the ethanol and xylitol production. These bioconversions had income of 0.58 g/g in xylitol and 0.29 g/g in ethanol by D-xylose consumed, equivalent to 86% and 83% of ethanol and xylitol yield obtained from the synthetic medium, respectively. These results indicated that the purification achieved through the combined use of coagulation/flocculation, membrane separation and íon exchange resins were very satisfactory, especially considering the fermentability obtained from this substrate compared to the synthetic medium.

Petrochemical and fine chemical industries face a daunting problem in recovering acetic acid from its aqueous solutions. The recovery of acetic acid could be done through esterification reaction. However, esterification is an equilibrium limited reaction. Multi-functional reactors such as chromatographic reactor (CR) and reactive distillation column (RDC) are promising technologies mainly for equilibrium limited reactions wherein reaction and separation of products are carried out in a single equipment that tends to shift the equilibrium towards the desired direction which is not possible in a classical batch reactor. Physical and chemical characterisation of ion exchange resin catalysts such as scanning electron microscopy, Brunauer-Emmett-Teller (BET) surface area measurement, pore size distribution, elemental analysis, true density and particle size distribution were carried out to access the catalysts performance for n-hexyl acetate synthesis. Esterification of acetic acid with n-hexanol was studied with both dilute and concentrated acid in the presence of cation exchange resins (macroporous and gelular) in a jacketed stirred batch reactor to synthesise a value added ester, namely n-hexyl acetate and also to study the recovery of acetic acid from the waste aqueous streams. The effect of various parameters such as speed of agitation, catalyst particle size, feed mole ratio of n-hexanol to acetic acid, reaction temperature, catalyst loading and reusability of catalysts was studied for the optimisation of the reaction condition in a batch reactor. The non-ideality of each component in the reacting mixture was accounted for by using the activity coefficient via the use of the UNIFAC group contribution method. The kinetic data were correlated with both pseudo-homogeneous (PH) and adsorption based heterogeneous reaction rate models, e.g., Eley-Rideal (ER), Langmuir-Hinshelwood-Hougen-Watson (LHHW), and the modified LHHW (ML). Pseudo-homogeneous (PH) model gave the best representation of the kinetic data found experimentally. The feasibility of reactive distillation for the recovery of acetic acid using n-hexanol was evaluated through residue curve map (RCM) determination experiments. RCM provides information to a design engineer of the existence of separation boundaries imposed by the singular points corresponding to the reactive/non-reactive azeotropes, thus provides an insight into the feasibility of reactive distillation for this purpose. A laboratory scale batch chromatographic reactor was designed and constructed. Batch chromatographic reactor experiments were carried out using different parameters such as feed flow rate, feed mole ratio of n-hexanol to acetic acid, desorbent (n-hexanol) flow rate and reaction step to maximise the formation of n-hexyl acetate as well to achieve complete conversion of acetic acid. Continuous chromatographic reactor was designed, constructed and commissioned on the basis of the results obtained from the batch chromatographic reactor experiments. The experiments carried out in continuous chromatographic reactor correlated very well with the results from the batch chromatographic reactor for the optimised condition.

Uncaria tomentosa (Willd) DC. é uma liana tropical nativa da Amazônia brasileira e peruana. A espécie é reconhecida pelas suas propriedades antiinflamatória imunoestimulante, antiviral e antitumoral, geralmente atribuídas aos polifenóis e, principalmente, à fração de alcaloides oxindólicos pentacíclicos. No âmbito tecnológico, visando o desenvolvimento de produtos derivados com maior valor agregado, são poucos os subsídios encontrados na literatura científica, afora alguns relatos atrelados a patentes e registros de produtos. Nesse contexto, o presente trabalho objetivou a obtenção e caracterização de frações enriquecidas de alcaloides, saponinas e polifenóis a partir das cascas de U. tomentosa, mediante o emprego de técnicas de separação em fase sólida e de métodos analíticos validados. A matéria prima foi extraída por maceração em EtOH a 40%, por quatro dias. Depois de filtrado e concentrado, o extrato bruto foi liofilizado (EBL). Para fins analíticos, o EBL foi reconstituído em EtOH a 40% e caracterizado quanto a presença de alcaloides oxindólicos, saponinas triterpênicas e polifenóis. Os quatro principais picos relativos aos alcaloides oxindólicos presentes no EBL foram quantificados por CLAE-UV e o teor total, expresso em mitrafilina, foi de 1,48 g%. Os principais picos atribuídos às saponinas foram analisados por CLAE-DAD e o teor total, expresso em α-hederina, foi de 18,37 g%. O teor de polifenóis totais, determinado pelo método colorimétrico de Folin-Ciocalteu, foi estimado em 31,93 g%. Para a separação da fração polifenólica, o emprego de PVPP mostrou ser mais eficiente do que bentonita, carvão ativado ou caseína. A fração enriquecida de alcaloides oxindólicos foi obtida por separação em resina fortemente aniônica. O teor de alcaloides totais corresponde por cerca de 90% (m/m) desta fração. A fração de saponinas triterpênicas foi obtida mediante separação em resina fortemente catiônica, com teor aproximado de 78% (m/m), considerando o somatório das áreas dos picos de interesse. A proposta de uma técnica comparativa, fazendo uso de resina hidrofóbica, resultou em uma fração saponosídica enriquecida com um rendimento superior, porém com um menor teor de saponinas totais, em torno de 75% (m/m). / Uncaria tomentosa is a tropical liana native form Brazilian and Peruvian rain forests. The specie is recognized by its immune stimulant, anti-viral, anti- inflammatory and anti-cancer properties often attributed to the polyphenolic fraction and manly to the peculiar pentaciclic oxindole alkaloidal fraction. On the technological field, aiming the transformation of the raw material into standardized and high aggregate value products a few efforts can be encountered in the literature, excepting a couple of patents and product registration related information. In this context the present work aimed to the obtainment and characterization of enriched fractions of alkaloids, saponins and polyphenols from the stem barks of U. tomentosa, through solid phase separations techniques and validated analytical methods. The raw material extraction was extracted by a four days maceration in a 40% hydroethanolic solution. After the filtration and concentration, the crude extract was lyophilized (EBL). For analytical purposes the EBL was resuspended in a 40% hydroethanolic solution and characterized for the presence of oxindole alkaloids, triterpenic saponins and polyphenols. The four main peaks attributed to the oxindole alkaloids in EBL were quantified by UV-HPLC and the total content, expressed as mitraphiline, was about 1.48 g%. The main peaks attributed to the saponins were analysed by DAD-HPLC and the total content, expressed as α-hederin, was about 18.37 g%. The total polyphenolic content, determined by the Folin-Ciocalteu colorimetric assay, was estimated at 31.93 g%. For the polyphenols separation the use of PVPP showed to be more efficient than bentonite, active carbon or casein treatment. The enriched fractions of the oxindole alkaloids was obtained through a strongly anionic resin separation. The total alkaloid content of this fraction was about 90% (w/w). The saponin enriched fraction was obtained through a strongly cationic resin separation and the total saponin content was about 78% (w/w). The suggestion of a comparative technique employing a hydrophobic resin resulted on a saponosidic enriched fraction with higher yield but a lower saponin content of about 75% (w/w).

Uncaria tomentosa (Willd) DC. é uma liana tropical nativa da Amazônia brasileira e peruana. A espécie é reconhecida pelas suas propriedades antiinflamatória imunoestimulante, antiviral e antitumoral, geralmente atribuídas aos polifenóis e, principalmente, à fração de alcaloides oxindólicos pentacíclicos. No âmbito tecnológico, visando o desenvolvimento de produtos derivados com maior valor agregado, são poucos os subsídios encontrados na literatura científica, afora alguns relatos atrelados a patentes e registros de produtos. Nesse contexto, o presente trabalho objetivou a obtenção e caracterização de frações enriquecidas de alcaloides, saponinas e polifenóis a partir das cascas de U. tomentosa, mediante o emprego de técnicas de separação em fase sólida e de métodos analíticos validados. A matéria prima foi extraída por maceração em EtOH a 40%, por quatro dias. Depois de filtrado e concentrado, o extrato bruto foi liofilizado (EBL). Para fins analíticos, o EBL foi reconstituído em EtOH a 40% e caracterizado quanto a presença de alcaloides oxindólicos, saponinas triterpênicas e polifenóis. Os quatro principais picos relativos aos alcaloides oxindólicos presentes no EBL foram quantificados por CLAE-UV e o teor total, expresso em mitrafilina, foi de 1,48 g%. Os principais picos atribuídos às saponinas foram analisados por CLAE-DAD e o teor total, expresso em α-hederina, foi de 18,37 g%. O teor de polifenóis totais, determinado pelo método colorimétrico de Folin-Ciocalteu, foi estimado em 31,93 g%. Para a separação da fração polifenólica, o emprego de PVPP mostrou ser mais eficiente do que bentonita, carvão ativado ou caseína. A fração enriquecida de alcaloides oxindólicos foi obtida por separação em resina fortemente aniônica. O teor de alcaloides totais corresponde por cerca de 90% (m/m) desta fração. A fração de saponinas triterpênicas foi obtida mediante separação em resina fortemente catiônica, com teor aproximado de 78% (m/m), considerando o somatório das áreas dos picos de interesse. A proposta de uma técnica comparativa, fazendo uso de resina hidrofóbica, resultou em uma fração saponosídica enriquecida com um rendimento superior, porém com um menor teor de saponinas totais, em torno de 75% (m/m). / Uncaria tomentosa is a tropical liana native form Brazilian and Peruvian rain forests. The specie is recognized by its immune stimulant, anti-viral, anti- inflammatory and anti-cancer properties often attributed to the polyphenolic fraction and manly to the peculiar pentaciclic oxindole alkaloidal fraction. On the technological field, aiming the transformation of the raw material into standardized and high aggregate value products a few efforts can be encountered in the literature, excepting a couple of patents and product registration related information. In this context the present work aimed to the obtainment and characterization of enriched fractions of alkaloids, saponins and polyphenols from the stem barks of U. tomentosa, through solid phase separations techniques and validated analytical methods. The raw material extraction was extracted by a four days maceration in a 40% hydroethanolic solution. After the filtration and concentration, the crude extract was lyophilized (EBL). For analytical purposes the EBL was resuspended in a 40% hydroethanolic solution and characterized for the presence of oxindole alkaloids, triterpenic saponins and polyphenols. The four main peaks attributed to the oxindole alkaloids in EBL were quantified by UV-HPLC and the total content, expressed as mitraphiline, was about 1.48 g%. The main peaks attributed to the saponins were analysed by DAD-HPLC and the total content, expressed as α-hederin, was about 18.37 g%. The total polyphenolic content, determined by the Folin-Ciocalteu colorimetric assay, was estimated at 31.93 g%. For the polyphenols separation the use of PVPP showed to be more efficient than bentonite, active carbon or casein treatment. The enriched fractions of the oxindole alkaloids was obtained through a strongly anionic resin separation. The total alkaloid content of this fraction was about 90% (w/w). The saponin enriched fraction was obtained through a strongly cationic resin separation and the total saponin content was about 78% (w/w). The suggestion of a comparative technique employing a hydrophobic resin resulted on a saponosidic enriched fraction with higher yield but a lower saponin content of about 75% (w/w).

Uncaria tomentosa (Willd) DC. é uma liana tropical nativa da Amazônia brasileira e peruana. A espécie é reconhecida pelas suas propriedades antiinflamatória imunoestimulante, antiviral e antitumoral, geralmente atribuídas aos polifenóis e, principalmente, à fração de alcaloides oxindólicos pentacíclicos. No âmbito tecnológico, visando o desenvolvimento de produtos derivados com maior valor agregado, são poucos os subsídios encontrados na literatura científica, afora alguns relatos atrelados a patentes e registros de produtos. Nesse contexto, o presente trabalho objetivou a obtenção e caracterização de frações enriquecidas de alcaloides, saponinas e polifenóis a partir das cascas de U. tomentosa, mediante o emprego de técnicas de separação em fase sólida e de métodos analíticos validados. A matéria prima foi extraída por maceração em EtOH a 40%, por quatro dias. Depois de filtrado e concentrado, o extrato bruto foi liofilizado (EBL). Para fins analíticos, o EBL foi reconstituído em EtOH a 40% e caracterizado quanto a presença de alcaloides oxindólicos, saponinas triterpênicas e polifenóis. Os quatro principais picos relativos aos alcaloides oxindólicos presentes no EBL foram quantificados por CLAE-UV e o teor total, expresso em mitrafilina, foi de 1,48 g%. Os principais picos atribuídos às saponinas foram analisados por CLAE-DAD e o teor total, expresso em α-hederina, foi de 18,37 g%. O teor de polifenóis totais, determinado pelo método colorimétrico de Folin-Ciocalteu, foi estimado em 31,93 g%. Para a separação da fração polifenólica, o emprego de PVPP mostrou ser mais eficiente do que bentonita, carvão ativado ou caseína. A fração enriquecida de alcaloides oxindólicos foi obtida por separação em resina fortemente aniônica. O teor de alcaloides totais corresponde por cerca de 90% (m/m) desta fração. A fração de saponinas triterpênicas foi obtida mediante separação em resina fortemente catiônica, com teor aproximado de 78% (m/m), considerando o somatório das áreas dos picos de interesse. A proposta de uma técnica comparativa, fazendo uso de resina hidrofóbica, resultou em uma fração saponosídica enriquecida com um rendimento superior, porém com um menor teor de saponinas totais, em torno de 75% (m/m). / Uncaria tomentosa is a tropical liana native form Brazilian and Peruvian rain forests. The specie is recognized by its immune stimulant, anti-viral, anti- inflammatory and anti-cancer properties often attributed to the polyphenolic fraction and manly to the peculiar pentaciclic oxindole alkaloidal fraction. On the technological field, aiming the transformation of the raw material into standardized and high aggregate value products a few efforts can be encountered in the literature, excepting a couple of patents and product registration related information. In this context the present work aimed to the obtainment and characterization of enriched fractions of alkaloids, saponins and polyphenols from the stem barks of U. tomentosa, through solid phase separations techniques and validated analytical methods. The raw material extraction was extracted by a four days maceration in a 40% hydroethanolic solution. After the filtration and concentration, the crude extract was lyophilized (EBL). For analytical purposes the EBL was resuspended in a 40% hydroethanolic solution and characterized for the presence of oxindole alkaloids, triterpenic saponins and polyphenols. The four main peaks attributed to the oxindole alkaloids in EBL were quantified by UV-HPLC and the total content, expressed as mitraphiline, was about 1.48 g%. The main peaks attributed to the saponins were analysed by DAD-HPLC and the total content, expressed as α-hederin, was about 18.37 g%. The total polyphenolic content, determined by the Folin-Ciocalteu colorimetric assay, was estimated at 31.93 g%. For the polyphenols separation the use of PVPP showed to be more efficient than bentonite, active carbon or casein treatment. The enriched fractions of the oxindole alkaloids was obtained through a strongly anionic resin separation. The total alkaloid content of this fraction was about 90% (w/w). The saponin enriched fraction was obtained through a strongly cationic resin separation and the total saponin content was about 78% (w/w). The suggestion of a comparative technique employing a hydrophobic resin resulted on a saponosidic enriched fraction with higher yield but a lower saponin content of about 75% (w/w).

Les résines échangeuses d’ions (REI) sont largement utilisées dans l’industrie nucléaire pour décontaminer certains effluents radioactifs. Après utilisation, elles sont généralement enrobées dans des matériaux cimentaires. Cependant, leur cimentation est compliquée par la forte expansion de certains enrobés de résines. L’origine de cette expansion reste mal connue, de même que les conditions qui la favorisent. Au cours de ce travail, les interactions entre des résines échangeuses d’ions cationiques sous forme Na+ ou Ca2+ et du silicate tricalcique (C3S), du ciment Portland (CEM I) ou du ciment au laitier (CEM III/C) ont été étudiées au jeune âge afin d’améliorer la compréhension de cette instabilité dimensionnelle.Les résultats montrent que lors de l’hydratation d’une pâte de C3S ou de CEM I incorporant des REI sous forme Na+, celles-ci subissent transitoirement une phase d’expansion par suite de la diminution de la pression osmotique de la solution interstitielle. Cette expansion de faible amplitude qui se produit juste après la prise est suffisante pour dégrader l’enrobé par ailleurs fragilisé par un ensemble de processus : faible degré d’avancement de l’hydratation, précipitation de C-S-H moins cohésifs car fortement enrichis en sodium, microstructure hétérogène avec des zones de forte porosité et la précipitation de gros cristaux de portlandite facilement clivables à l’interface REI/matrice.Cette expansion peut être empêchée en réalisant un prétraitement calcique des résines ou en les enrobant avec un ciment au laitier dont la cinétique d’hydratation est plus lente que celle du ciment Portland. / Ion exchange resins (IERs) are widely used by the nuclear industry to decontaminate radioactive effluents. After use they are usually encapsulated in cementitious materials. However, the solidified waste forms can exhibit a strong expansion, possibly leading to cracking. Its origin is not well understood as well as the conditions when it occurs.In this work, the interactions between cationic resins in the Na+ or Ca2+ form and tricalcium silicate (C3S), Portland cement (CEM I) or Blastfurnace slag cement (CEM III/C) are investigated at an early age in order to gain a better understanding of the expansion process.The results show that during the hydration of a paste of C3S or CEM I containing IERs in the Na+ form, the resins exhibit a transient expansion of small magnitude due to the decrease in the osmotic pressure of the interstitial solution. This expansion, which occurs just after cement setting, is sufficient to damage the material which is poorly consolidated for several reasons: small hydration degree, precipitation of less cohesive sodium bearing C-S-H, heterogeneous microstructure with highly porous zones and lastly clivable crystals of portlandite at the interface between resins and paste.This expansion can be prevented by performing a calcium pretreatment of the resins or by using a CEM III/C cement with a slower rate of hydration than that of Portland cement.

O presente trabalho teve como objetivo avaliar o uso combinado de processos de separação, visando a adequação do substrato rico em xilose (hidrolisado de bagaço de cana) para a obtenção de produtos por via fermentativa. Foram estudados processos como coagulação e precipitação seletiva de impurezas coloidais, separação com membranas de microfiltração e ultrafiltração e resinas de troca iônica, tendo como ponto de partida o hidrolisado concentrado 5,56 vezes (hidrolisado H1). Na avaliação dos ensaios de coagulação e precipitação foi utilizado planejamento fatorial fracionado, o qual auxiliou o estudo da performance de agentes coagulantes (policloreto de alumínio e polieletrólito aniônico), em diferentes concentrações, pHs e temperaturas. Como variável resposta foi determinado a redução de compostos fenólicos, resultando numa diminuição final de 32,67% e num modelo matemático que representa os parâmetros envolvidos no processo:[C. Fenólicos] = 13,82 + 4,54xpH + 0,03xPAC - 0,58xpH2 + 0,19xPAC2 - 0,25xpHxPAC. Após a determinação das melhores condições experimentais desta etapa, aplicou-se este modelo numa escala 36 vezes maior, resultando em uma diminuição de 10,49% destes contaminantes, produzindo o hidrolisado H2. Este hidrolisado foi percolado por resinas, e assim, determinou-se a série de resinas de troca iônica mais eficiente (série I: Amberlyst 15Wet, Amberlite FPA98, Amberlite 252Na e Amberlite IRA96). Esta etapa proporcionou uma redução de 96,29% no índice de cor, 98,72% dos compostos fenólicos, 74,19% do hidroximetilfurfural, 55,56% de furfural e 52,03% de ácido acético, utilizando um volume de leito de 20 mL, por coluna de resina. O hidrolisado H2, também, foi utilizado para a determinação do melhor modo de permeação por membranas de separação. Neste caso, optou-se em utilizar somente a membrana de ultrafiltração. A permeação do hidrolisado H2 por esta membrana resultou no hidrolisado H3, e em reduções de 12,50% de ácido acético, 33,00% de compostos fenólicos e 54,29% no índice de cor. Assim, o hidrolisado H3 foi percolado pela série de resinas mais eficiente, obtendo ao final uma diminuição de 63,29% do ácido acético, 75,86% de furfural, 77,78% de hidroximetilfurfural e 88,09% dos compostos fenólicos, promovendo uma redução de 90,90% no índice de cor. A seguir, o hidrolisado purificado foi submetido a fermentações para a produção de xilitol e etanol. Essas bioconversões foram aptas a produzir 0,250g/L.h de xilitol e 0,265g/L.h de etanol além de apresentarem rendimentos de 0,68g/g de xilitol por xilose consumida e 0,30g/g de etanol por xilose consumida. Estes resultados indicam a boa fermentabilidade do hidrolisado tratado pelo processo combinado proposto. / This study evaluated the combined use of separation processes, seeking the adequacy of the substrate rich in xylose (hydrolysate of sugar cane bagasse) in the attainment of products from fermentative processes. During this research processes as coagulation and precipitation of selective colloidal impurities, microfiltration and ultrafiltration membranes separations and ion exchange resins were studied, taking as its starting point a hydrolysate concentrate 5.56 times (hydrolysate H1). During the tests of coagulation and precipitation a fraction factorial design was applied, which helped the study of coagulating agents performance (aluminum polychloride and anionic polyelectrolyte) in different concentrations, pH and temperatures. The response variable utilized was phenolic compounds reduction resulting in a drop of 32.67% and the mathematical model that represents the parameters involved in the process was: [C. Fenólicos] = 13.82 + 4.54 xpH + 0.03 xPAC - 0.58 xpH2 + 0.19 xPAC2 - 0.25 xpHxPAC. After determining the best experimental conditions of this step, this model was applied on a scale 36 times greater resulting in a decrease of 10.49% on contaminants, producing the hydrolysate H2. This hydrolysate was percolated through resins and determined the sequence of ion exchange resins more efficient; Serie I (Amberlyst 15Wet, Amberlite FPA98, Amberlite 252Na and Amberlite IRA96). This step reduced 96.29% in the index of color, 98.72% of phenolic compounds, 74.19% of hydroxymethylfurfural, 55.56% of furfural and 52.03% acetic acid, using a bed volume of 20 mL for each resin column. The hydrolysate H2 also was used to determine the best way of membranes permeation. In this case, opted to use only the ultrafiltration membrane. The permeation of the hydrolysate H2 through membrane resulted the hydrolysate H3, and showed reductions of 12.50%, 33.00% and 54.29% in acetic acid, phenolic compounds and index of color, respectively. Thus, the hydrolysate H3 was percolated through the resins series more efficient, obtaining a decrease of 63.29% of acetic acid, 75.86% of furfural, 77.78% of hydroxymethylfurfural and 88.09% of phenolic compounds, promoting a reduction of 90.90% in the index of color on the finish treatment. So this hydrolysate purified was subjected to fermentations for the production of xylitol and ethanol. These bioconversions were able to produce 0.250 g/L.h of xylitol and 0.265g/L.h of ethanol and showed xylitol yield from xylose of 0.68g/g and ethanol yield from xilose of 0.30g/g in ethanol. Theses results indicate the good fermentability of the hydrolysate treated by proposed combined process.