Orientador: Rodnei Bertazzoli / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-07-29T01:54:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lanza_MarcosRobertodeVasconcelos_D.pdf: 16742497 bytes, checksum: 9694de07ef18460a6c486a1664f9fafc (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: Os cianetos inorgânicos são utilizados principalmente da indústria da galvanoplastia e da extração mineral, e os efluentes gerados nestas atividades industriais têm como característica a presença de metais pesados complexados. O uso intensivo deste composto gera grandes quantidades de efluentes e resíduos contendo altos teores de cianeto, representando um risco ecológico devido à sua alta toxicidade para a maioria das formas de vida. Este fato torna indispensável o tratamento adequado destes efluentes e resíduos antes do descarte final. Neste trabalho propõe-se um tratamento eletroquímico de efluentes cianídricos, atuando como tratamento principal ou coadjuvante ao processo químico convencional, com o objetivo de degradar anodicamente os cianetos e recuperar catodicamente os íons de metais pesados presentes, reduzindo a geração do lodo cianídrico. O objetivo é desenvolver e otimizar um reator eletroquímico em escala piloto para o tratamento de efluentes cianídricos contendo metais pesados. O processo de desenvolvimento e otimização do reator eletroquímico, utilizando eletrodos comerciais de óxidos de metais nobres (DSA®), foi executado em três etapas: I) a seleção do material do anodo comercial de óxidos de metais nobres, 2) o estudo do processo em um reator de bancada e 3) o estudo do processo em um reator piloto. Inicialmente foram avaliados dois eletrodos comerciais de óxidos de metais nobres, fabricados pela De Nora do Brasil Ltda: os eletrodos do tipo DSA®. As análises morfológica e elementar indicaram a composição aproximada para os eletrodos estudados: Ti/70TiO2-30RuO2 e Ti/55Ta205-45IrO2, para DSA® e DSA-Cl2 respectivamente. A voltametria hidrodinâmica com eletrodos disco rotatórios indicaram uma relação dos valores da constante cinética aparente (kapp) para os eletrodos DSA-Cl2 e DSA-02, respectivamente, na proporção de 1:1,2. Isto indica que o eletrodo Ti/55Ta205-45IrO2 apresenta um poder eletrocatalítico para a reação de evolução de oxigênio mais elevado e que, provavelmente, esse mesmo eletrodo apresente uma eficiência inferior ao eletrodo DSA-Cl2, para a destruição de cianetos. O uso da eletrólise a potencial constante confirmou este fato, pois mostrou que a constante cinética (kcN) do processo de oxidação de cianetos apresenta valores superiores sobre a superfície do eletrodo DSA- Cl2 em todos os potenciais estudados, tomando esse eletrodo o mais indicado para o uso nos reatores eletroquímicos. Na segunda etapa, o processo de destruição de cianetos foi estudado em um reator eletroquímico em escala de bancada, do tipo "flow-by", com um anodo comercial do tipo DSA Cl2. Neste reator, as concentrações de cianeto livre foram reduzidas a valores próximos a 0,1 mg L-1, a partir de soluções contendo 700, 500, 200, 100 e 50 mg L-1. Durante o tratamento em regime de recirculação, avaliou-se a influência da densidade de corrente anódica aplicada, da velocidade do fluido no interior do reator e da concentração inicial da espécie poluente sobre a constante cinética (kcN) do processo e o consumo de energia elétrica para oxidar cada kg de cianetos. O valor da constante cinética do processo, nas condições operacionais consideradas ótimas (1= 50 mA cm-2 e V= 0,22 m s-1), é de 2,2.10-4 m s-l. O custo aproximado do tratamento de um efluente contendo aproximadamente 700 mg L-1 de CN- livre, considerando-se uma taxa de remoção de -99%, é de R$ 1,70 kg-I de cianetos (-US$ 0.75 kg-1- valores de dezembro/2000). Na fase de estudo do processo de tratamento eletroquímico de efluentes cianídricos, utilizando um reator piloto com anodos comerciais do tipo DSA®- Cl2, determinou-se as condições operacionais (densidade de corrente aplicada e velocidade do fluxo no interior do reator) nas quais o processo de remoção de cianetos livres apresentou a melhor eficiência, e estas foram 41 mA cm-2 e 0,053 m s-l, respectivamente. O valor da constante cinética obtido para o efluente galvânico real foi de 1,99.1O-5 m s-1. No entanto, o consumo de energia elétrica por kg de cianeto oxidado ficou em 1.060 kWh kg-1, representando um custo financeiro de R$ 53,00 kg-1 de cianetos totais. O mesmo efluente tratado pelo método químico convencional, utilizou 2,5 L de NaClO a 12% e gerou um lodo de coloração preta e de difícil filtração, representando um custo nu de R$ 294,00 kg-I de cianetos totais (considerando-se o valor de R$ 1,00 L-I de NaClO a 12%). O tratamento eletroquímico apresentou um custo financeiro de aproximadamente 5,5 vezes menor do que o tratamento químico convencional, R$ 53,00 e R$ 294,00 respectivamente, para cada kg de cianetos totais oxidados / Abstract: Inorganic cyanide is still in use in the metal finishing industry and in the mining activities of noble metals extraction and refining. Gold and silver are extracted from its ores as cyanidric complexes. The intensive industrial use of cyanide complexes is responsible for the generation of high toxicity aqueous streams, which present high oxygen demand. The cyanide wastes must be adequately treated before being allowed to discharge from de process plant. The main goal of the present work is to propose an alternative electrochemical process for removal of cyanide from wastewater, using an electrolytic cell with a commercial dimensionally stable anode (DSA®). In the first step, we studied the performance of two commercial dimensionally stable anode (DSA®) oxide coatings. The coatings studied were 70TiO2/30RuO2 and 55Ta205/45IrO2, on Ti substrate. The efficiency of both materials in the electro-oxidation of free cyanide was compared using linear voltammetry and electrolysis at constant potential. Kinetic analysis has shown that the 70TiO2/30RuO2 electrode is less catalytic for oxygen evolution and shows a better performance in the electro-oxidation of free cyanide. In the second step, we used a flow reactor with a Ti/70TiO2/30RuO2 (w/w) DSA® type electrode for the electro-oxidation of cyanide in a batch recirculating mode. The device performance was evaluated considering concentration decay of cyanide concentration as a function of current density, flow rate and the initial pollutant concentration. The experiments have shown that cyanide electro-oxidation presents a first order kinetic relative to CN ions. For the operational conditions used in the experiments, rate constant for cyanide oxidation was in the range of 3.0 10-5 to 2.7 10-4 m s-1, with an optimum value of 2.2 10-4 m s-1 for current density of 50 mA cm-2 and linear velocity of 0.22 m s-1. Using these parameters with 700 mg L-1 cyanide containing solution 34 kWh is consumed for the oxidation of one kilogram of cyanide. An electrochemical pilot scale, with the Ti/70TiO2/30RuO2 (w/w) DSA® type electrode, was also used for the electro-oxidation of cyanide in a batch recirculating mode. The device performance was evaluated considering concentration decay of cyanide concentration as a function of current density and the flow rate. For the operational conditions used in the experiments, rate constant for cyanide oxidation was 2.0 10-4 m s-1 for current density of 41 mA cm-2 and linear velocity of O.053 m s-1. Cost estimation, based on electrical energy consumption, showed that electrochemical oxidation is 5.5 times less expensive when compared to the chemical treatment using a 12% sodium hipochloride solution for the oxidation of one kilogram of cyanide / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientadores: Yoon Kil Chang, Manuel Salvador Vicente Plata Oviedo / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-13T03:16:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Conto_LeilaneCostade_M.pdf: 2123146 bytes, checksum: 3aa7f490a9b5357b74bc04129c3d30a7 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: O pinhão, semente da Araucaria angustifolia (Betortoloni, Otto Kuntze), possui alto teor de carboidratos, principalmente amido. A literatura escassa e contraditória, em alguns pontos, indica a necessidade de um conhecimento aprofundado sobre as características do amido de pinhão, principalmente voltado ao método de extração e à modificação química para a obtenção de características específicas para sua aplicação. O presente trabalho procurou: estudar a extração de amido de pinhão por três metodologias distintas (Wosiacki e Cereda, Bello-Pérez et al. E Teixeira et al .- modificada) com e sem estocagem prévia dos pinhões; estudar as propriedades químicas, físicas e reológicas do amido nativo de pinhão extraído de sementes armazenadas por longos períodos e estudar o efeito da temperatura de processo e da concentração de cloro ativo na modificação química por oxidação nas principais propriedades do amido de pinhão. Todos os dados obtidos foram avaliados estatisticamente por análise de variância e teste de médias de Tukey (p < 0,05). Das três metodologias de extração utilizadas para pinhões in natura com 0 e 12 meses de estocagem, o método proposto por Bello-Pérez et al. (2006) foi considerado o mais apropriado a ser utilizado na extração do amido devido ao maior rendimento observado após a constatação de que o tempo de estocagem influencia nas características de rendimento e coloração do amido de pinhão. O amido de pinhão obtido por este método apresentou 14,37% de umidade, 0,06% de proteínas, 0,29% de fibra bruta, 0,06% de matéria mineral, 1,34% de lipídios e 27,25% de amilose (b.s). Os grânulos do amido de pinhão foram de tamanhos e formatos irregulares, predominando as formas arredondadas e ovais, com presença marcante da cruz de Malta. Na oxidação do amido do pinhão, amostras foram tratadas com hipoclorito de sódio nas concentrações de 0,5 g, 1,0 g, 2,25 g, 3,5 g e 4 g de cloro ativo por 100 g de amido nas temperaturas de 20 ºC, 23 ºC, 32 ºC, 41 ºC e 45 ºC. O efeito das variáveis independentes foi avaliado através do Método de Superfície de Resposta, seguindo um Delineamento Composto Central Rotacional 22, com 4 pontos centrais e 4 pontos axiais. A aplicação de hipoclorito de sódio no amido de pinhão obtido de matéria-prima estocada, extraído segundo Bello-Pérez et al., proporcionou modificações nas suas principais propriedades tecnológicas. A concentração de cloro ativo exerceu efeito significativo sobre o índice de solubilidade em água, o teor de carboxilas e carbonilas, o teor de amilose e o percentual de transmitância de luz (650 nm) do amido de pinhão. O efeito da temperatura como variável independente foi observado apenas no índice de solubilidade em água, no teor de carbonilas e no percentual de transmitância de luz (650 nm) do amido de pinhão. A oxidação foi mais intensa quando o amido foi tratado com 3,5% de cloro ativo, seguido do tratamento com 4% de cloro ativo, onde foram observados o aumento no teor de carboxilas e carbonilas e a redução do teor de amilose / Abstract: The Brazilian pine, seed of Araucaria angustifólia (Betortoloni, Otto Kuntze), has a high carbohydrate content, principally starch. The literature is scarce and contradictory in some points, indicating the need for a profound understanding of the characteristics of the starch of this pine, mainly with respect to extraction methods and to chemical modification to obtain specific characteristics for defined applications. The present study aimed at the following: to study the extraction of starch from Brazilian pine seeds by three distinct methodologies (Wosiacki & Cereda, Bello-Pérez et al. and Teixeira et al. - modified) with and without storage of the seeds; to study the chemical, physical and rheological properties of the native starch extracted from seeds stored for long periods, and to study the effect of the process temperature and active chlorine concentration on the chemical modification by oxidation of the main properties of the Brazilian pine starch. All the data obtained were statistically evaluated using the variance analysis and Tukey¿s means test (p = 0.05). Of the three extraction methodologies used on in natura Brazilian pine seeds stored from 0 to 12 months, the method proposed by Bello- Pérez et al. (2006) was considered to be the best for the extraction of starch, after showing that the storage time influences the characteristics of yield and color of the pine starch. The Brazilian pine starch obtained presented 14.37% moisture content, 0.06% proteins, 0.29% crude fiber, 0.06% mineral matter, 1.34% lipids and 27.25% amylose (d.w.b.). The starch granules showed irregular sizes and forms, oval and rounded forms predominating, with a marked presence of the Maltese cross. In the oxidation of the pine starch, the following concentrations of sodium hypochlorite were used: 0.5 g, 1.0 g, 2.25 g, 3.5 g and 4 g of active chlorine per 100 g starch, at temperatures of 20 ºC, 23 ºC, 32 ºC, 41 ºC and 45 ºC. The effect of the independent variables was evaluated using response surface methodology with a complete compound rotational design (22 with 4 central points and 4 axial points). The application of sodium hypochlorite to pine starch extracted from the stored raw material, extracted according to Bello-Pérez et al. (2006), resulted in modifications of the principle technological properties. The active chlorine concentration exerted a significant effect on the water solubility index, the carbonyl and carboxyl contents, the amylase content and the percentage of light transmittance (650 nm) of the Brazilian pine starch. The effect of temperature as an independent variable was only observed on the water solubility index, the carbonyl content and the percentage of light transmittance (650 nm) of the Brazilian pine starch. Oxidation was more intense when the starch was treated with 3.5% active chlorine, followed by the treatment with 4% active chlorine, where increases in the carboxyl and carbonyl contents and reductions in the amylase content were observed / Mestrado / Mestre em Tecnologia de Alimentos

Orientador: Rodnei Bertazzoli / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-13T04:10:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Pereira_JulioFabbri_M.pdf: 1119936 bytes, checksum: b7d227501e1ed76eea7d67d4202c9f92 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: Neste trabalho foi comparado o desempenho de diferentes tipos de eletrodos de óxidos térmicos, sendo eles o 70TiO2/30RuO2, 60Ta2O5/40IrO2 e b-PbO2 na eletro-oxidação do herbicida 2,4-diclorofenoxiacético. Como eletrodo auxiliar foi utilizado uma placa de platina, e os experimentos se seguiram em meio aquoso, pH 3,5, solução de sulfato de potássio como eletrólito suporte. Os ensaios foram realizados usando valores constantes de densidades de correntes, impostas por um potenciostato/galvanostato PGSTAT 20 da Autolab. A redução da concentração do herbicida foi acompanhada por cromatografia líquida de alta performance e o carbono orgânico total obtido pelo equipamento TOC-5000A da Shimadzu. Durante os experimentos, o eletrólito foi amostrado em intervalos de tempo regulares e injetados no cromatógrafo para o estabelecimento de perfis de decaimento com o tempo de experimento.O material de eletrodo que apresentou o melhor desempenho na redução da concentração do 2,4-D e maior taxa de redução do carbono orgânico total foi o b-PbO2, sendo aplicado uma densidade de 50 mA cm-2 O eletrodo que mostrou o processo mais lento de oxidação foi 60Ta2O5/40IrO2 e, por esta razão, apresentou o maior número de compostos intermediários ao mesmo tempo na solução. Os sub-produtos da oxidação identificados foram alguns cloro derivados estáveis, como o 2- clorobenzoquinona (2-CBQ), 2-clorohidroquinona (2-CHQ), 4,6-diclororesorcinol (4,6-DCR), 2,4-diclororesorcinol (2,4-DCR), 2,4-diclorofenol (2,4-DCF). Os experimentos mostraram que a taxa de remoção do 2,4-D e de seus derivados depende tanto do material do eletrodo, quanto do valor da densidade de corrente empregada na eletrólise / Abstract: In this work the performance of different types of thermal oxide electrodes, which were the 70TiO2/30RuO2, 60Ta2O5/40IrO2 and b-PbO2 in the electro-oxidation of the herbicide 2,4- dichlorophenoxyacetic. A plate of platinum was used as auxiliary electrode, and the experiments were followed in water, pH 3.5, solution of potassium sulfate as electrolyte support. The tests were performed using constant values of density of current, imposed by a potenciostat / galvanostatic PGSTAT 20 from Autolab. The reduction of the concentration of the herbicide was monitored by high performance liquid chromatography and total organic carbon obtained by the equipment of the Shimadzu TOC-5000A. During the experiments, the electrolyte was sampled at regular time intervals and injected into the chromatograph for the establishment of profiles of decay with time of experiment. The material of electrode that showed the best performance in educing the concentration of 2,4-D and greater rate of reduction of total organic carbon was the -PbO2, applied a density of 50 mA cm-2. The electrode that showed a slowest process of xidation was 60Ta2O5/40IrO2 and, therefore, had the largest number of compounds intermediaries at the same time in the solution. The sub-products of oxidation were identified some chlorine stable derivatives, as the 2-chlorbenzoquinone (2-CBQ), 2-chlorhidroquinone (2- CHQ), 4.6-dichlorresorcinol (4,6-DCR), 2.4-dichlorresorcinol (2,4-DCR), 2.4-dichlorphenol (2,4- DCF). The experiments showed that the rate of removal of 2,4-D and its derivatives depends on the material of electrode, as the value of the density of current used in electrolysis / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientador: Ulf Friedrich Schuchardt / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-08T20:51:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Steffen_RafaelAugusto_M.pdf: 657835 bytes, checksum: efc464baf50683cc652c38220caa0600 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Testou-se a atividade catalítica de duas aluminas, uma comercial (Fluka) e outra obtida via processo sol-gel, na oxidação Baeyer-Villiger utilizando cicloexanona como substrato e peróxido de hidrogênio como oxidante. Os catalisadores foram caracterizados por análise termo gravimétrica e difração de raios-X e os produtos identificados por cromatografia a gás e ressonância magnética nuclear de H e C. Os catalisadores mostraram-se altamente eficientes nas oxidações utilizando-se peróxido de hidrogênio aquoso 70 % (m/m) como oxidante, com rendimentos em e-caprolactona superiores a 75 % com seletividade de 98 %. As condições foram otimizadas, sendo 20 h de reação, 90 ± 2 ºC, razão molar de peróxido de hidrogênio:cicloexanona 8:1 e 300 mg de alumina, utilizando-se acetato de etila como solvente, com o sistema acoplado a um Dean-Stark para remoção da água do meio reacional. Os catalisadores apresentaram menores rendimentos na presença de água, perdendo a seletividade já na primeira reciclagem. Porém, nas reações em que se fez a remoção de água os catalisadores mantiveram a mesma atividade catalítica após cinco ciclos. Testes em que se comparou o desempenho do catalisador na epoxidação e na oxidação Baeyer-Villiger mostraram que existe competição entre os sítios ativos dessas reações. Com base nos resultados obtidos propô-se um mecanismo no qual a reação poderá ocorrer por dois caminhos distintos / Abstract: Two aluminas, one comercial (Fluka) and the other obtained by sol-gel methods, were used as catalysts for the Baeyer-Villiger oxidation using cyclohexanone as substrate and hydrogen peroxide as oxidant. The catalysts were characterized by X-ray diffraction and thermogravimetric analysis and the oxidation products were analysed by gas chromatography and H and C nuclear magnetic resonance. Both aluminas showed to be high efficient catalysts for Baeyer- Villiger oxidation with aqueous hydrogen peroxide 70 % (w/w), reaching yields as high as 75 % for the e-caprolactona with selectivity of 98 %. The optimized conditions was found to be 20 h of reaction at 90 ± 2 ºC, with peroxide:cyclohexanone molar ratio of 8:1, 300 mg of catalyst, ethyl acetate as solvent and a Dean-Stark system coupled for water removal. The catalysts showed lower selectivity in the presence of water, losing the activity at the first recycling test. However, when the water was removed, the catalysts presented the same activity in 5 consecutive cycles. Tests comparing the alumina as epoxidation and Baeyer-Villiger oxidation catalyst showed that there is a competition between the catalytic sites for these reactions. Based on the results obtained we were able to propose a mechanism, admitting that the reaction could occur by two different pathways / Mestrado / Quimica Organica / Mestre em Química

Orientador: Rodnei Bertazzoli / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-09T12:28:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Liao_AndreaAlexandra_M.pdf: 1150415 bytes, checksum: 7f49849ec15d16947244acfe4ba5c384 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: A presença de ácidos húmico e o crescimento de algas em água de abastecimento e de piscinas geram subprodutos que são prejudiciais à saúde. Para controlar a concentração de ácidos húmico e algas, este trabalho apresenta um processo de eletro-oxidação usando anodos de diamante dopado com boro (DDB). Neste tratamento, a solução aquosa é percolada através de um reator tipo filtro-prensa, com anodo de DDB polarizado a corrente constante. Para caracterizar a eficiência do tratamento, foram monitoradas as concentrações de carbono orgânico total (COT), fenóis totais (FT), demanda química de oxigênio (DQO), atividade algal através da clorofila a e remoção da cor via UV-Vis. Nos experimentos iniciais, foi utilizada uma solução contendo apenas fenol. O reator foi operado em condições de controle da velocidade da reação de oxidação por transporte de massa. Com isso, obteve-se o coeficiente de transporte de massa do reator eletroquímico da ordem de 10-5 m s-1. A seguir, foram realizados experimentos em modo galvanostático, com volume de 3 L de água destilada, vazão de 820 L h-1, densidade de corrente constante igual a 30 mA cm-2, pH 7,2, temperatura de 30ºC, com adição de K2SO4 para obter uma condutividade de 20 mS. Neste eletrólito foram adicionados 50 mg L-1 de ácido húmico. Nestas condições, o acompanhamento dos valores de COT, DQO, FT e cor mostrou um decaimento seguindo uma cinética de pseudo-primeira ordem. Como experimentos finais, utilizou-se a água de lagoa com adição de ácido húmico sem, no entanto, fazer a correção da condutividade que ficou em 3,5 ms. Observou-se reduções significativas dos parâmetros analisados e o mesmo tipo de cinética / Abstract: The presence of humic acids and algae in supplying water and swiming pools may be harmful to the health. This work reports the results obtained in electrooxidation of humic acid and algae using a boron doped diamond (BDD) anode. In this treatment, the solution is percolated through a filter press reactor with a BDD anode polarized at constant current. The efficiency of the treatment was characterized by following concentrations of Total Organic Carbon (TOC), Chemical Oxygen Demand (COD), algae activity by a-chlorophyll indicator, Total Phenols (TP) and color by UV-Vis. In the first experiments a phenol solution was used and the reactor was operated in conditions of mass transfer control. Calculated mass transfer coefficients were around 10-5 m s-1. Then, experiments were run at controlled current with 3 L of destilled water, pH 7.2, in which 50 mg L-1 of humic acid was added plus K2SO4 for conductivity of 20 mS. Reactor flow rate of 820 L h-1, current density of 30 mA cm-2 and temperature of 30ºC were used. TOC, COD, TP and color were followed and concentrations decay showed a pseudo-first order kinetic. As final experiments, no corrections on the original conductivity solution values (3.5 mS) were done with pond water. By following the same parameters, substantial concentrations reduction were observed and the same type of kinetic / Mestrado / Materiais e Processos de Fabricação / Mestre em Engenharia Mecânica

Orientadores: Wilson de Figueiredo Jardim, Jarbas Jose Rodrigues Rohwedder / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-11T09:15:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Soares_Aluisio_D.pdf: 4719517 bytes, checksum: 9ff8bb9d4b0e9f2338409dac26e2049a (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Neste trabalho foi investigado o transporte de solutos por um meio poroso, pois este fenômeno é de grande importância no uso dos Processos Oxidativos Avançados (POA) para a remediação de solos e águas subterrâneas. O uso dos POA na remediação in-situ é baseado na injeção de um oxidante no solo, tanto na zona saturada como na zona insaturada, para promover a mineralização de contaminantes presentes nestes meios. Foram construídas duas instrumentações robustas para o monitoramento in-situ da percolação de um soluto por um meio poroso: uma para monitorar uma espécie não reativa (NaCl), através da variação do sinal de condutância, e outra para monitorar a percolação de uma espécie reativa (H2O2), através da variação do potencial redox. Os resultados obtidos em estudos realizados no laboratório para a percolação de NaCl, além de comprovarem a eficiência do sistema desenvolvido, mostraram diferenças significativas quando comparadas as injeções utilizando a gravidade e as pressões manométricas de 0,5 e 1,0 atm. No primeiro caso, a difusão radial não foi predominante, exigindo um período de 7 horas para a total saturação do meio, enquanto que utilizando as pressões de 0,5 e 1,0 atm, a difusão radial foi predominante, com um tempo necessário para a total saturação do sistema de 8 e 4 minutos, respectivamente. Para os estudos in-situ, os resultados obtidos sob as duas pressões demonstraram que a difusão radial foi predominante, com características praticamente iguais no que se refere ao tempo de experimento e a quantidade de solução injetada. Para espécies reativas, tanto em experimentos realizados em bancada como para os ensaios in-situ, os resultados demonstraram que a instrumentação foi capaz de monitorar o transporte de H2O2 via variação do potencial redox. Ensaios realizados em coluna usando areia contaminada com gasolina demonstraram a eficiência do sistema de medição construído para monitorar a percolação do oxidante por um meio poroso, utilizando-se da variação do potencial redox em função da oxidação dos BTEX presentes no meio / Abstract: The transport of solutes through a porous medium (soil) was investigated since this phenomenon is of paramount importance in the use of advanced oxidative processes (AOP) for the soil and groundwater in situ remediation. The use of AOP in situ remediation is based on the injection of an oxidizing agent, either in the saturated and unsaturated soil zone, to promote the mineralization of contaminants in the soil. Two robust instrumentations were developed for the in situ monitoring the percolation of a solution in the porous media: one to monitor the distribution of a non reactive species (NaCl) through the variation of the conductance signal, and another device to monitor the percolation a reactive species (H2O2) via the variation in the redox potential signal. The results obtained in the laboratory studies using NaCl, not only demonstrated the efficiency of the developed system, but also showed significant differences in the percolation profiles when comparing the injections under gravity to the ones obtained using the manometric pressure of 0.5 and 1.0 atm. In the first case, the radial diffusion was negligible, requiring a period of 7 hours to the total saturation of the porous media, while using the pressure of 0.5 and 1.0 atm, the radial distribution was predominant. The difference in the percolation profile between the two pressurized injections at 0.5 and 1.0 atm was the elapsed time to the total saturation of the system, 8 and 4 minutes, respectively. In situ studies showed that for both pressure used, the radial distribution was predominant, with very little differences between the two conditions. For reactive species, results obtained in both laboratory and in situ experiments showed that the instrumentation was able to monitor the H2O2 percolation front within the medium according to the redox potential signal. Column tests using contaminated sand demonstrated the effectiveness of the system built to monitor percolation of an oxidant in a porous media via the variation of the potential caused by the removal of BTEX in the gasoline contaminated medium / Doutorado / Quimica Analitica / Doutor em Ciências

Orientador: Ione Salgado / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Biologia / Made available in DSpace on 2018-08-11T11:16:49Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Wulff_Alfredo_M.pdf: 2480773 bytes, checksum: f1cbea2506b80bbad1e739df2bd5c1c4 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: O objetivo deste trabalho foi estudar os mecanismo s de síntese e de degradação do radical óxido nítrico (NO) pela mitocôndria vegetal, com ênfase à influência das NAD(P)H desidrogenases e da oxidase alternativa (AOX) nestes processos. Os experimentos foram realizados com mitocôndrias isoladas de células em cultura da planta modelo Arabidopsis thaliana. Inicialmente estabeleceu-se um protocolo para o isolamento e purificação de mitocôndrias, cuja integridade funcional foi determinada pelo controle respiratório, potencial elétrico de membrana e transporte eletroforético de cálcio. Os processos de síntese e de degradação de NO foram analisados monitorando-se o consumo de oxigênio e as concentrações de NO no meio de reação, com eletrodos específicos. Os resultados mostraram que o nitrito inibiu a respiração das mitocôndrias de A. thaliana em competição com o oxigênio do meio. Esta inibição foi revertida por cPTIO, um seqüestrador de NO. Quando a AOX foi inibida por n-propilgalato, o efeito inibitório do nitrito na respiração mitocondrial foi aumentado, enquanto que, na presença de myxothiazol, que previne a redução da citocromo c oxidase (COX), o nitrito não teve efeito na respiração. Os efeitos observados do nitrito no consumo de oxigênio sugeriram que NO foi sintetizado pelas mitocôndrias de A. thaliana através de uma atividade redutora de nitrito. Entretanto, a síntese de NO a partir de nitrito foi principalmente detectada em anaerobiose. Em altas concentrações de nitrito (1-5 mM), a produção de NO se mostrou praticamente insensível aos inibidores da cadeia respiratória, enquanto que, em concentrações menores de nitrito (100 -200 ?M) a COX, mas não a AOX, contribuiu para a síntese de NO. A exposição das mitocôndrias ao NO ou ao nitrito causou uma inibição transiente e menor no consumo de oxigênio quando NAD(P)H f oi utilizado como substrato respiratório, em relação ao succinato. Estas inibições foram potencializadas por superóxido dismutase, sugerindo um mecanismo de degradação de NO dependente de NAD(P)He de oxigênio pelas mitocôndrias de A. thaliana. O conjunto dos resultados mostra que o NO pode ser produzido pela mitocôndria de A. thaliana através de uma atividade redutora de nitrito e que as NAD(P)H desidrogenases e a AOX, além da COX, podem interferir nesta produção. Em aerobiose, a quantidade de NO produzido pode ser controlada pelas atividades de degradação das NAD(P)H desidrogenases e pela COX. A AOX contribui de maneira oposta, ajudando a manter a concentração de NO. Em anaerobiose a atividade redutora de nitrito é favorecida sendo o NO produzido nestas condições pela COX e também devido ao estado mais reduzido da cadeia respiratória. Ainda, em anaerobiose, os mecanismos de degradação de NO, dependentes de oxigênio, estão inibidos. Em conclusão, os resultados deste trabalho mostram a importância das proteínas alternativas da cadeia respiratória da mitocôndria para a homeostase do NO na planta / Abstract: The objective of this work was to study the mechanisms of synthesis and degradation of NO by plant mitochondria, with emphasis on the influence of the NAD(P)H dehydrogenases and the alternative oxidase (AOX) in these processes. The experiments were carried out with mitochondria isolated from cells in culture of the model plant Arabidopsis thaliana. Initially, a protocol for the isolation and purification of mitochondria was established, and their functional integrity was determined by respiratory control, electric membrane potential and electrophoretic calcium transport. The processes of synthesis and degradation of NO were analyzed by monitoring oxygen consumption and NO concentration in the reaction medium with specific electrodes. The results showed that nitrite inhibited respiration of A. thaliana mitochondria, in competition with oxygen in the medium. This inhibition was reversed by cPTIO, an NO scavenger. When AOX was inhibited by n-propylgalate, the inhibitory effect of nitrite in mitochondrial respiration was increased, whereas in the presence of myxothiazol, which prevents the reduction of cytochrome c oxidase (COX), nitrite had no effect on respirati on. The observed effects of nitrite in the oxygen consumption suggested that NO was synthes ized by A. Thaliana mitochondria through a nitrite reductase activity. Meanwhile, the synthesis of NO from nitrite was mainly detected under anaerobiosis. At high concentrations of nitrite (1-5 mM), the production of NO was virtually insensitive to inhibitors of the respiratory chain, while at lower concentrations of nitrite (100-200 ?M) COX, but not AOX, contributed for the synthesis of NO. The exposure of mitochondria to NO or nitrite caused a transient and lower inhibition in oxygen consumption when NAD(P)H was used as respiratory substrate, compared to succinate. These inhibitions were enhanced by superoxide dismutase, suggesting an NAD(P)H- and oxygendependent mechanism for NO degradation by mitochondria of A. thaliana. The overall results show that NO can be produced by A. thaliana mitochondria through a nitrite reductase activity and that NAD(P)H dehydrogenases and AOX, in addition to COX, can interfere in this production. In aerobiosis the amount of NO produced can be controlled by the degradation activities of NAD(P)H dehydrogenases and COX. The AOX has an opposite effect, keeping the concentration of NO. In anaerobiosis the nitrite reductase activity is favore d and NO is produced in these circumstances by COX, and also due the more reduced state of the respiratory chain. Additionally, in anaerobiosis, the oxygen -dependent mechanisms of NO degradation are inhibited. In conclusion, the results of this study show the importance of the alternative proteins of the mitochondrial respiratory chain for NO homeostasis in the plant / Mestrado / Bioquimica / Mestre em Biologia Funcional e Molecular

Ácidos graxos polinsaturados Omega-3 (n-3 PUFA) tais como o ácido eicosapentaenóico (C20:5 n-3, EPA) e docosahexaenóico (C22:6 n-3, DHA) reduzem a concentração plasmática de triacilgliceróis em humanos. Entretanto, uma alta proporção desses ácidos graxos na dieta poderia favorecer a susceptibilidade das células à peroxidação, aumentando o risco de desenvolvimento de doenças cardiovasculares. Embora modelos animais não sejam recomendados para avaliar o efeito de n-3 PUFA nas lipoproteínas plasmáticas, estes têm sido amplamente utilizados como modelo para avaliação de dano oxidativo. Diferenças nos procedimentos metodológicos também têm gerado dificuldade na comparação de resultados. Desta forma, o objetivo deste estudo foi aplicar os mesmos procedimentos metodológicos para comparar o efeito da suplementação de n-3 PUFA nos biomarcadores plasmáticos de estresse oxidativo utilizando um modelo humano e um modelo animal. Indivíduos foram aleatoriamente distribuídos em dois grupos num delineamento paralelo duplo cego e receberam uma suplementação de 460,0 mg/dia de n-3 PUFA (OMEGA) contendo 240,0 mg de EPA + 160,0 mg de DHA + 60,0 mg de outros n-3 PUFAs, ou óleo de soja (PLACEBO) durante 6 semanas. Ratos Wistar também foram distribuídos em dois grupos e receberam uma dieta contendo 192,5 mg/dia de n-3 PUFA (FO) sendo 116,3 mg de EPA + 61,5 mg de DHA + 14,7 mg de outros n-3 PUFAs ou óleo de soja (SO) durante 3 semanas. Indivíduos do grupo OMEGA apresentaram maior concentração de malondialdeído (MDA) no plasma medido por TBARS quando comparado aos respectivos valores no baseline. A suplementação com n-3 PUFA não alterou a concentração plasmática de &#945;-tocoferol e a atividade antioxidante determinada pelo método DPPH. Apesar dos animais terem recebido doses 10 vezes maiores de n-3 PUFA (2,9 mg/kcal) quando comparadas aos humanos (0,3 mg/kcal) não foram observadas alterações entre os grupos FO e SO para as concentrações de MDA no plasma e no homogenato de cérebro. Em resumo, pode-se sugerir que o modelo animal usado neste estudo parece não ser o mais adequado para avaliar o estresse oxidativo após intervenções dietéticas com n-3 PUFAs em função de diferenças no metabolismo e nos mecanismos de proteção antioxidante observados entre os dois modelos. / Omega-3 polyunsaturated fatty acids (n-3 PUFA) such as eicosapentaenoic (C20:5 n-3, EPA) and docosahexaenoic (C22:6 n-3, DHA) reduce plasma triacylglycerol concentration in humans. However, higher proportion of these fatty acids in the diet could raise cells lipoperoxidation susceptibility, increasing the cardiovascular disease risk. Although animal models are not recommended to evaluate the effect of n-3 PUFA in plasma lipoproteins, they have been widely used as model for oxidative damage. Difference in methodological proceedings has also caused difficulties to compare data among assays. Thus, the objective of this study was to apply the same methodology to investigate the effect of n-3 PUFA supplementation on oxidative biomarkers in animal and human model. Individuals were randomly assigned in two groups in a parallel double blind design and received a supplement of 460.0 mg/day n-3 PUFA (OMEGA) containing 240.0 mg EPA + 160.0 mg DHA + 60.0 mg other n-3 PUFAs, or soybean oil (PLACEBO) during 6 weeks. Wistar rats were also assigned in two groups and received a diet containing 192.5 mg/day n-3 PUFA (FO) containing 116.3 mg EPA + 61.5 mg DHA + 14.7 mg other n-3 PUFAs or soybean oil (SO) for 3 weeks. Individuals in OMEGA group showed higher malondialdehyde (MDA) concentration in plasma measured by TBARS when compared to their baseline values. N-3 PUFA supplementation did not change plasma &#945;-tocopherol concentration and antioxidant activity determined by DPPH method. Although animals have received a 10-fold higher dose of n-3 PUFA (2.9 mg/ kcal) than humans (0.3 mg/kcal), no alteration was observed between FO and SO groups for plasma and brain homogenate MDA concentration. In summary, it can be suggested that the model used in this study doesn\'t seem appropriate to evaluate oxidative stress after dietetic interventions with n-3 PUFA due to physiological differences involved in lipid metabolism and antioxidant protection observed between both models.

Made available in DSpace on 2015-04-22T19:34:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Elson Souza.pdf: 3229647 bytes, checksum: f4466e739d1f2b0c695acfa5d461bf32 (MD5) Previous issue date: 2014-01-30 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / This work is about the electrochemical and spectroelectrochemical study of the oxidation reaction of ethanol for use in fuel cells operating with direct ethanol (DEFC). Ethanol as a fuel, beyond less toxic compared to methanol, has high availability in Brazil, is therefore most suitable its use as fuel. Its main limitation is the formation of reactive intermediates that strongly adsorb on the catalyst thus blocking the catalytic sites. Therefore, this project was intended to perform the study of electrochemical oxidation reaction of ethanol and its intermediates. For this purpose, we prepared binary and ternary electrocatalysts PtM/C and PtMM/C (M = Sn and Rh) by formic acid method and they were physically characterized by XRD and TEM. The electrochemical characterization was carried out in acidic media using cyclic voltammetry and chronoamperometry. Monitoring the formation of products and intermediate species formed during the electrooxidation of ethanol was done by in situ FTIR. Finally, polarization curves were performed to determine the performance of the unitary fuel cells. The physical characterization data showed particle sizes from 1.5 to 5 nm with good dispersion of catalytic material on carbon support. The electrochemical characterization revealed features for binary and ternary alloys, with no defined regions, compared to pure platinum. The FTIR results revealed the formation of CO2 and acetic acid as major products and the increasing concentration possibly leads to greater formation of acetaldehyde. The data in the unit cell showed higher performance for PtSn/C with a power density of approximately 23 mW cm-2. / Este trabalho trata do estudo eletroquímico e espectroeletroquímico da reação de oxidação de etanol para aplicação em células a combustível que operam com etanol direto (DEFC). O etanol como combustível, além de menos tóxico comparado ao metanol, possui alta disponibilidade no Brasil, sendo, portanto, muito satisfatório o seu uso como combustível. A sua principal limitação está na formação de intermediários reacionais que se adsorvem fortemente sobre o catalisador obstruindo assim os sítios catalíticos. Portanto, nesse projeto pretendeu-se realizar o estudo eletroquímico da reação de oxidação de etanol e de seus intermediários. Para tal, foram preparados eletrocatalisadores binários e ternários PtM/C e PtMM/C (M= Sn e Rh) pelo método do ácido fórmico e caracterizados fisicamente por DRX e TEM. A caracterização eletroquímica foi realizada em meio ácido usando voltametria cíclica e cronoamperometria. O acompanhamento da formação de produtos e espécies intermediárias formados durante a eletrooxidação do etanol foi feita por FTIR in situ. Por fim, curvas de polarização foram realizadas para determinar o desempenho em células a combustível unitárias. Os dados da caracterização física mostraram tamanhos de partículas de 1,5 a 5 nm, com boa dispersão do material catalítico no carbono usado como suporte. A caracterização eletroquímica revelou características para ligas binárias e ternárias, com regiões não definidas, comparadas a platina pura. Os resultados de FTIR revelaram a formação de CO2 e ácido acético como produtos majoritários e que o aumento da concentração leva possivelmente a maior formação de acetaldeído. Os dados na célula unitária mostraram maior desempenho para PtSn/C com densidade de potência de aproximadamente 23 mW cm-2.

Submitted by Marlene Santos (marlene.bc.ufg@gmail.com) on 2016-10-10T18:27:03Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Larissa Ferreira da Silva - 2016.pdf: 3119940 bytes, checksum: f46c2518fe33a8b202e8ea33ba9591eb (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-10-11T10:37:33Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Larissa Ferreira da Silva - 2016.pdf: 3119940 bytes, checksum: f46c2518fe33a8b202e8ea33ba9591eb (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) / Made available in DSpace on 2016-10-11T10:37:33Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Larissa Ferreira da Silva - 2016.pdf: 3119940 bytes, checksum: f46c2518fe33a8b202e8ea33ba9591eb (MD5) license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2016-03-09 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / In the last years problems regarding the availability and quality of water are gaining a lot of attention once the latest water crisis that occurred in Brazil were not restricted to arid and semiarid regions, but in regions with higher population density and industrial activity. Some types of industry activities have called more attention because its consume large volumes of water and contaminate lakes, rivers and groundwater. In this sense, the search for new wastewater treatments has become very promising, since this process can allows the reuse of the water and then reducing the consumption. The present work describes and discusses an investigation into the treatment of paint manufacturing wastewater (water-based acrylic texture) by coagulation (aluminum sulfate) coupled to electrochemical methods (BDD electrode). Two proposals are put forward, based on the results. The first proposal considers the feasibility of reusing wastewater treated by the methods separately and in combination, while the second examines the possibility of its disposal into water bodies. To this end, parameters such as toxicity, turbidity, color, organic load, dissolved aluminum, alkalinity, hardness and odor are evaluated. In addition, the proposal for water reuse is strengthened by the quality of the water-based paints produced using the wastewater treated by the two methods (combined and separate), which was evaluated based on the typical parameters for the quality control of these products. Under optimized conditions, the use of the chemical coagulation (12 mL/L of Al2(SO4)3 dosage) treatment, alone, proved the feasibility of reusing the treated wastewater in the paint manufacturing process. However, the use of the electrochemical method (i = 10 mA/cm2 and t = 90 min) was required to render the treated wastewater suitable for discharge into water bodies. / Nos últimos anos os problemas em relação à disponibilidade e qualidade de água vêm ganhando muita atenção, visto que as últimas crises hídricas que ocorreram no país não ficaram restritas às regiões áridas e semiáridas, mas sim em regiões de maior concentração populacional e de maior atividade industrial. A indústria tem chamado maior atenção pelo fato de consumir volumes muito grandes de água, além de lançar efluentes que contaminam lagos, rios e lençóis freáticos. Nesse sentido, a busca por tratamento de efluentes tem se tornado bastante promissora, uma vez que esse processo permite o reuso da água, diminuindo assim, o consumo. O presente trabalho descreve e discute um estudo sobre o tratamento de água residual de fabricação de tintas (textura acrílica à base de água) pelo uso combinado dos métodos de coagulação química (sulfato de alumínio) e eletroquímico (eletrodo de diamante dopado com boro – DDB). Das duas propostas que são apresentadas, a primeira delas considera a viabilidade de reutilização de águas residuais tratadas pelos métodos separadamente e em combinação, enquanto a segunda examina a possibilidade de sua disposição em corpos de água. Para este fim, os parâmetros tais como a toxicidade, turbidez, cor, carga orgânica, alumínio dissolvido, alcalinidade, dureza e odor são avaliados. Além disso, a proposta de reutilização de água é respaldada pela qualidade das tintas à base de água produzidas utilizando as águas residuais tratadas através dos dois métodos (combinados e separados), a qual foi avaliada com base em alguns parâmetros típicos para o controle de qualidade. Sob condições otimizadas, o uso de Al2(SO4)3 na dosagem de 12 mL/L, por si só, demonstrou viabilidade de reuso do efluente tratado no processo de fabricação de tintas. No entanto, a utilização do método eletroquímico (i = 10 mA/cm2 e t = 90 min) foi necessário para processar o efluente tratado visando seu descarte apropriado em corpos de água.