Made available in DSpace on 2017-07-10T19:23:36Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Eleone.pdf: 876733 bytes, checksum: 2f0567d527719b99720313cb5c053b1e (MD5) Previous issue date: 2013-07-01 / Manipueira is generated in the process of making flour by pressing the grated cassava, resulting in a liquid residue which has a composition rich in nutrients and a high level of pollutant substances, so there are proposals based on research by several authors, with the goal to add value to manipueira as a byproduct in order to reduce environmental pollution. The growing demand for environmental safety elevates the importance of this analysis in order to provide the use of such waste. As a result, there is an increase in the need for analysts to develop fast, reliable and accurate methods. The solid phase microextraction (SPME) is a technical evolution, which reduces the sample preparation and therefore reduces the time of analysis and solvent extraction. There are few reports in the literature using this technique in the analysis of volatile organic acids and detection and quantification of organic acids in cassava, and it may be a promising technique for low generation of organic waste in the analysis, since there is no use of solvents in the extraction and in the chromatographic method. The anaerobic digestion process occurs in manipueira, in which there is the formation of volatile acids such as acetic, propionic, butyric. The objective of this study is to implement a method of analysis in a gas chromatograph using SPME Solid Phase Microextraction to detect and quantify organic acids in manipueira. To optimize the conditions of the method, the DCCR 23 experimental design was used, with the factors of exposure time of the fiber, NaCl concentration and heating, which contributed to determine the best conditions of the method. The factors that most influenced the determining recovery of the acids: acetic acid the time of exposure of the fiber and the concentration of NaCl; propionic acid concentration of NaCl and heating; and butyric acid heating and NaCl concentration. The desirability technique allowed the simultaneous evaluation of responses and the optimal conditions for the method. The process presented overall desirability of 91.86% and levels of the factors defined in the following condition: exposure time of the fiber of 23.24 minutes, NaCl concentration to 40% and heating of the solution equal to 65 °C. / A manipueira é gerada no processo de fabricação de farinha pela prensagem da massa ralada da mandioca, resultando em um resíduo líquido que apresenta uma composição rica em nutrientes e um elevado teor poluente e, por isso, existem propostas, baseadas em pesquisas de diversos autores, com o objetivo de agregar valor à manipueira como subproduto para diminuir a poluição ambiental. A crescente demanda pela segurança ambiental eleva a importância dessa análise a fim de proporcionar o aproveitamento desses resíduos. Com isso, amplia a necessidade dos analistas em desenvolver métodos rápidos, confiáveis e precisos. A Microextração em fase sólida (MEFS) é uma evolução técnica que reduz o preparo da amostra e, assim, reduz o tempo de análise e também da extração com solvente. Existem poucos trabalhos na literatura com a utilização dessa técnica na análise de ácidos orgânicos voláteis e na detecção e na quantificação de ácidos orgânicos em manipueira, podendo ser uma técnica promissora e de baixa geração de resíduos orgânicos na análise, uma vez que não há utilização de solvente na extração e no método cromatográfico. O processo de digestão anaeróbia ocorre na manipueira formando os ácidos voláteis, como: acético, propiônico e butírico, entre outros. O objetivo deste trabalho é propor a implantação de método de análise em cromatógrafo a gás utilizando o MEFS para detectar e quantificar ácidos orgânicos em manipueira. Para a otimização das condições do método foi utilizado o planejamento experimental DCCR 23, com os fatores tempo de exposição da fibra, concentração de NaCl e aquecimento que contribuíram para determinar as melhores condições do método. Os fatores que mais influenciaram na recuperação dos ácidos: acético foram o tempo de exposição da fibra e a concentração de NaCl; para propiônico foram concentração de NaCl e aquecimento; e, para o ácido butírico aquecimento e concentração de NaCl. A técnica de desejabilidade permitiu a avaliação simultânea das respostas e as condições ótimas para o método. O processo apresentou desejabilidade global de 91,86%, sendo os níveis dos fatores definidos na seguinte condição: tempo de exposição da fibra de 23:24 minutos, concentração de NaCl a 40% e aquecimento da solução igual a 65 ºC.

Orientadores: Roy Edward Bruns, Ieda Spacino Scarminio / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-26T07:44:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Soares_DanielyXavier_D.pdf: 3162068 bytes, checksum: 54251cdb5d5253a933e10b93e4732324 (MD5) Previous issue date: 2014 / Resumo: "Planejamento e otimização de processos multirespostas: tratamento quimiométrico" Foram estudados três parâmetros cromatográficos: tempo de retenção, resolução e largura dos picos, em cromatogramas obtidos para uma mistura de onze agrotóxicos. Ajustes de modelos de regressão foram construídos e validados por ANOVA. Devido a sua simplicidade, os resultados obtidos para tempo de retenção foram usados em um programa interativo para estudar as separações como função de todo domínio experimental do planejamento simplex centróide. Um planejamento de misturas envolvendo três solventes (etanol, diclorometano e hexano) foi usado para avaliar a extração de alcalóides em Erythrina speciosa. Resultados diferentes foram observados para os extratos da flor, caule e folha, evidenciando que perfis de alcalóides distintos podem ser obtidos a partir de diferentes partes da planta. Modelos de regressão foram construídos e validados por ANOVA para dois alcalóides (tentativamente identificados por espectrometria de massas como eritrartina e 11-metoxi-erisodina, isóbaros em m/z 330, e erisotrina em m/z 314, com base em literatura prévia).A análise das componentes principais foi aplicada ao um conjunto de dados de absorbância de folhas de quatro cultivares de café (IPR-59, CAT, 027 e 083) obtidos entre 350-1100 nm por um espectroradiômetro portátil LI_COR 1800. Esta análise somente conseguiu discriminar espectros obtidos na face adaxial e abaxial das folhas. Como estes dados seguem um planejamento fatorial para quatro fatores (irrigação, estratos extremos, pontos cardeais e face) valores de efeitos foram determinados para absorbância em três comprimentos de onda estratégicos, 520, 554 e 650 nm, que são importantes para a quantificação de conteúdos de clorofilas e antocianinas / Abstract: "Design and multiresponse optimization of processes: chemometric treatment" Three chromatographic separation criteria were evaluated: retention time, resolution and peak width, in chromatograms obtained from a mixture of eleven pesticides. Regression models were constructed and validated by ANOVA. The use of the interactive program proved to be a valuable tool for studying peak separation behavior for the entire experimental domain of the simplex centroid design. Three solvents (ethanol, dichloromethane and hexane) and their binary and ternary mixtures were evaluated as extraction media for alkaloids in Erythrina speciosa. Different results were obtained between extracts of flowers, stems and leaves, showing that distinct alkaloid profiles can be obtained from different sources within the plant. Regression models were constructed and validated by ANOVA for two alkaloids (tentatively identified by MS as erytrartine and 11-methoxy-erisodine, isobaric ions of m/z 330, and erysothrine of m/z 314, based on previous literature). Principal component analysis was applied to data sets of absorbance values for leaves of four coffee cultivars (IPR-59, CAT, 027 and 083) obtained between 350 ¿ 1100 nm by a LI_COR 1800 portable radioespectrometer. This analysis was only able to discriminate between spectra of the abaxial and adaxial faces of the leaves. Since the spectral data were consistent with a factorial design for four factors (irrigated/field water, superior/inferior strata, cardinal points and face) effect values for absorbance were calculated at four strategic wavelengths, 520, 554 and 650 nm that are important for quantifying chlorophyll and anthocyanin contents of coffee / Doutorado / Quimica Analitica / Doutora em Ciências

Orientadores: Miriam Dupas Hubinger, José Carlos Cunha Petrus / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-22T01:24:13Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mello_BeatrizCamargoBarrosdeSilveira_D.pdf: 3783917 bytes, checksum: ffc631a9a3cfa0021eaa16fa5a23cc16 (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: A própolis é um produto natural rico em flavonóides e ácidos fenólicos, além de outros grupos químicos, incluindo minerais e vitaminas. O uso do álcool como solvente gera alguns entraves, tanto para o consumo direto quanto para o uso na indústria de alimentos, como o seu alto sabor residual e algumas reações adversas. Uma forma de viabilizar o uso da água como solvente é o estudo da extração em diferentes pHs seguida de concentração do extrato, que além de ser necessária para o uso industrial, reduz a quantidade de solvente na solução. Em vista disso, esta tese visou desenvolver um novo extrato de própolis, proveniente do extrato aquoso obtido em pHs diferenciados (4,38,0), sendo concentrado por nanofiltração. O extrato preparado com pH 8,0 apresentou um aumento de 40% em compostos fenólicos e atividade antioxidante duas vezes maior que o extrato aquoso sem alteração de pH (4,3). Foram realizados diversos ensaios do processo de nanofiltração com variação de temperatura (2357°C), pressão (5,38,7 bar) e pH de extração (4,37,7), seguindo um planejamento fatorial 23, com 17 ensaios totais. Como variáveis de resposta, analisouse o teor de flavonóides e polifenóis do produto concentrado, e o fluxo de permeado durante o processamento. O fluxo de permeado variou entre 25 e 75 L/(h.m2) de acordo com a pressão e temperatura utilizada, ambas atuando de forma diretamente proporcional ao fluxo. A validade do processo foi medida pela comparação dos produtos obtidos da concentração dos extratos aquosos com o extrato alcoólico tradicional, considerandose o teor de flavonóides e compostos fenólicos existentes no extrato concentrado. Além disso, foi feita uma avaliação da vida de prateleira dos extratos obtidos durante 90 dias em diferentes temperaturas (5°C, 22°C e 40°C) para verificar a estabilidade do produto frente às diversas condições de estocagem. Verificou-se que os compostos funcionais do extrato aquoso de própolis foram susceptíveis ao tempo de armazenamento e à temperatura, sendo que os melhores resultados foram obtidos para temperatura de 5°C,em que houve uma menor degradação dos compostos com o tempo. O extrato de própolis aquoso preparado em meio alcalino, seguido de nanofiltração gerou um produto rico em compostos fenólicos e flavonóides, podendo ser uma alternativa ao extrato etanólico / Abstract: Propolis is a natural product rich in flavonoids and phenolic compounds and also other chemical groups, as mineral and vitamins (provitamins A and B complex vitamins). Its extract is commercially found in alcoholic solution but the use of ethanol as solvent can have some disadvantages for human consumption and for industrial application, due to the high residual flavor and adverse reactions. One way of making water a feasible solvent is studying the extraction at different pHs and the concentration of the extract. The concentration is needed for industrial usage, since it reduces the solvent amount. This thesis envisioned the development of a novel propolis extract from aqueous products with different pHs, using membrane concentration by nanofiltration. The extract prepared with pH 8,0 showed a 40% increase on phenolic compounds and antioxidant activity two times higher than the aqueous extract without any pH modification. Several trials for membrane concentration, varying the temperature (2357°C), pressure (5,38,7 bar) and pH (4,37,7) of the extraction were carried out, following a 23 experimental design, with 17 assays. Flavonoids and phenolic compounds of the concentrate during the process were analyzed as response variables. Permeate flux varied between 25 and 75 L/h.m2 depending on the applied pressure and temperature, both acting directly proportional to the flux. The validity of the process was measured using the comparison among the products obtained through traditional alcoholic and aqueous extract concentration, considering the amount of flavonoids and phenolic compounds between the concentrated and permeated extracts. Moreover, the evaluation of shelf life of the extracts was carried out considering different temperature conditions (5°, 22° and 40° C) during 90 days. The functional compounds of the aqueous extract were susceptible to the storage temperature and the best results were obtained at 5°C, condition that preserved the functional compounds along the storage time. Alkaline aqueous propolis extract, followed by a nanofiltration process, made a product rich in interest functional compounds becoming an alternative to the ethanolic extract / Doutorado / Engenharia de Alimentos / Doutora em Engenharia de Alimentos

Orientador : João Ernesto de Carvalho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Ciências Médicas / Made available in DSpace on 2018-08-01T03:24:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mendes_ArmandoSemedo_M.pdf: 29872962 bytes, checksum: 3c109551220a3e3a1181ba95cb0e1742 (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: A violaceína é um pigmento produzido pela bactéria Chromobacterium violaceum e estudada por vários grupos de pesquisadores mundialmente, sendo já relatada as seguintes atividades biológicas para este pigmento: bactericida (Durán 1990), tripanocida (Caldas et aI. 1978; Durán et al. 1989; Durán & Haun, 1991), anti-viral (May et al. 1991), tumoricida (Durán et al. 1996), atividade citotóxica em células de mamíferos (Durán et aI. 1989; Haun et al. 1992), antioxidante (De Azevedo et al 2000), indução de apoptose (MeIo et al. 2000) e antifúngica (Shirata et aI. 2000). No entanto, no atual estágio de desenvolvimento, ela ainda não entrou na fase clínica.O requerimento nutricional da C. violace um necessário para aumentar a produção de violaceína tem sido estudado desde 1913 utilizando técnicas clássicas univariadas. Ao longo das décadas um número de fatores nutricionais foram relatados como sendo importantes para a produção de violaceína, tais como glicose (Kimmel & Maier 1969, Duran et al. 1994), extrato de levedura, DL-metionina, vitamina B12, peptona (DeMoss & HappeI1959), Zn+2(Hoshino & Yamamoto 1997), L-triptofano (DeMoss & Evans 1959, Kimmel & Maier 1969), temperatura, agitação, pH (DeMoss & Evans 1959, Riveros et aI. 1989) entre outros. Além dos fatores físicos e nutricionais, a produção de violaceína pelo C. violaceum, depende da cepa utilizada e existem poucos trabalhos que relatam a produção volumétrica (nmol mL-1 h-1) deste pigmento. A cepa ATCC 553 utilizada por DeMoss & Happel (1959) tinha uma taxa de produção de violaceína de 0,47 nmol mL-1 h-1. Riveros et al. (1989) utilizou a cepa BB-78 e obteve uma taxa de produção de 4.0 nmol mL-1 h-1. A cepa CCT 3496 utilizada neste trabalho tinha uma produção de 13.75 nmol mL-1 h-1 antes da otimização. Esses valores podem ser aumentados, contudo a determinação dos níveis dos fatores otimizados por técnicas padrões univariadas nem sempre são possíveis para tais sistemas complexos. Um dos objetivos deste trabalho foi determinar os valores dos fatores otimizados para aumentar a produção de violaceína e massa celular pela aplicação de grupos de planejamentos planejados estatisticamente. Esses experimentos multivariados são desenhados para reduzir o número de experimentos necessários no processo de otimização e produzir resultados mais precisos que aqueles obtidos por estratégias univariadas (Barros Neto et aI. 1996, Box et al. 1978). Com utilização de planejamentos estatísticos é possível a otimização de um sistema mesmo quando os mecanismos fundamentais envolvidos no processo de investigação não são conhecidos. A primeira fase deste trabalho, envolveu um planejamento fracionário ideal para triagem simultânea de fatores, onde foram estudados 11 fatores (glicose, extrato de levedura, peptona, DL-metionina, vitamina B12, L-triptofano, agitação, temperatura, inóculo, Zn+2e pH). Destes 11 fatores, 5 fatores (glicose, extrato de levedura, peptona, L-triptofano e Zn+2) foram considerados como os mais importantes para aumentar a produção simultânea de violaceina e massa celular. Assim, um planejamento composto central de cinco fatores foi utilizado para este propósito. Neste estágio, conseguiu-se aumentar os valores médios de produção de 5,19 g/L (biomassa) e 0,11 g/L (violaceína bruta) no planejamento fracionário para 7,47 g/L (biomassa) e 0,23 g/L (violaceína bruta) utilizando um planejamento composto central com 5 fatores. Com base neste último planejamento, utilizou-se os fatores mais importantes (glicose, L-triptofano e extrato de levedura) e realizou-se um planejamento composto central com três fatores. Como resultado obteve-se 16,59 g/L (biomassa) e 0,36 g/L (violaceína bruta), o que representa um aumento de mais 100% e 50%, respectivamente em relação ao planejamento fracionário. Este trabalho mostra que aumentos de metabólitos secundários, por qualquer microrganismo, podem ser conseguidos utilizando estas técnicas multivariadas. A última fase deste trabalho envolveu testes de triagem farmacológica, que foram realizados com oito linhagens de células de tumores sólidos. Estes demonstraram que o extrato semi-purificado de violaceína por cristalização (ESPVC), apresentou efeitos de autocitoproteção celular concentração-dependente, em concentrações acima de 0,25 µg/mL sobre algumas linhagens celulares, principalmente com relação as células de tumores de mama (NCI-ADR) e de melanoma (UACC62) / Abstract: The violacein is a pigment produced by the bacterium Chromobacterium violaceum and studied by several groups researcher worldwide, the following pharmacological activities have been described for this pigment: bactericidal (Durán 1990), tripanocidal (Caldas et aI. 1978; Durán et aI. 1989; Durán & Haun, 1991), anti-viral (May et aI. 1991), tumoricidal (Durán et aI. 1996), activity cytotoxic in cells of mammals (Durán et aI. 1989; Haun et aI. 1992), antioxidant (De Azevedo et aI. 2000), apoptosis induction (MeIo et aI. 2000) and antifungal (Shirata et aI. 2000). However, the drug development stage has yet to enter clinical studies. The nutritional requirements of C. violaceum necessary to increase violacein production has been studied since 1913 using classical univariate techniques. Along these decades a large number of nutritional factors and physical parameters have been reported as being important for the violacein production, such as glucose (Kimmel & Maier 1969, Duran et aI. 1994), yeast extract, DL-methionine, vitamin B12,peptone (DeMoss & Happel 1959), Zn+2(Hoshino & Yamamoto 1997), L-tryptophan (DeMoss & Evans 1959, Kimmel & Maier 1969), temperature, agitation, pH (DeMoss& Evans 1959, Riveros et aI. 1989) among others. Besides physical and nutritional factors, the violacein production by C. violaceum, depends on the strain used and few studies relate the volumetric production (nmol mL-1 h-1) of this pigment.The ATCC 553 strain used by DeMoss & Happel (1959) has a 0,47 nmol mL-1 h-1 rate of violacein production. Riveros et aI. (1989) used a BB-78 strain and obtained a 4.0 nrnol mL-1h-1 production rate. The CCT 3496 strain used in this work had a 13.75 nmol mL-1 h-1 production rate before optimization. These values can be increased, however the determination optimized factor levels by standard univariate techniques is not always feasible for such complex system. One of the aims of this work was to determine optimized values in order to increase violacein yield employing statistically planned experiments groups. These multivariate experiments are designed to reduce the number of experiments necessary in the optimization process and to produce more precise results than those obtained by univariate strategies (Barros Neto et aI. 1996,Box et al 1978). Statistical designs result in successful optimizations even if a fundamental understanding of the mechanisms involved in the process under investigation is lacking. The first stage of this work, involved a fractional design ideal for simultaneous factor screening. In this work eleven factors where studied (glucose, yeast extract, peptone, DLmethionine, vitamin B12,L-tryptophan, agitation, temperature, inoculum, Zn+2 and pH). Of these, 5 factors (glucose, yeast extract, peptone, L-tryptophan and Zn+2)were considered as the most important to increase the simultaneous production ofviolacein and cellular mass. For this purpose a central composition design of five factors was used. In this stage, an increase of production medium values of 5,19 g/L (biomass) and 0,11 g/L (crude violacein) in the fractional design for 7,47 g/L (biomass) and 0,23 g/L (crude violacein) using a central composite design with 5 factors was used. Based on the most promising factor levels (glucose, L-tryptophan and yeast extract) found for this factors, a final central composition design considering only three factors were used. As result an 100% yield of biomass was obtained (16,59 g/L) and 50% of crude violacein (0,36 g/L) employing fractional planning. This work showed that these multivariant techniques increases secondary metabolites production with any microorganism employed. The last stage of this work involved pharmacological screening with eight lineages solid tumors strains. These demonstrated that the semi-purified violacein extracts (ESPVC), revealed concentration-dependent cellular autocy to protective effect, for concentrations above 0,25 mg/mL on some cellular strains, mainly on mamma tumors (NCI-ADR) and of melanoma strains(UACC62) / Mestrado / Mestre em Farmacologia

Orientador: Rubens Maciel Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-01T13:16:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Santos_MarcelaG.Motados_M.pdf: 3608818 bytes, checksum: dd58239af4dfd4bf4e0e40b36a9134e5 (MD5) Previous issue date: 2000 / Resumo: Desde a terceira década do século XX, tem-se realizado o processo de extração de oleaginosas utilizando como solvente o hexano. Como esta substância é tóxica e altamente inflamável, tem-se intensificado a procura por solventes que produzam óleo de boa qualidade utilizando tecnologias limpas minimizando o prejuízo ao meio ambiente e também ao ambiente de produção. É neste contexto que está sendo estudada a substituição do hexano por solventes supercríticos, que são não só solventes efetivos para a extração, mas também apresentam uma série de peculiaridades que os tornam mais vantajosos em relação aos solventes líquidos, geralmente usados. Além das características inerentes aos meios supercríticos, o dióxido de carbono tem-se tornado um solvente potencial para a substituição do hexano por ser não tóxico, não inflamável, por apresentar condições supercríticas relativamente brandas (temperatura crítica de 31°C e pressão crítica de 73.8 bar), além de estar disponível a baixo custo. O objetivo deste trabalho é estudar o comportamento de uma planta de extração supercrítica. Além disso será realizada a análise de sensibilidade paramétrica para a avaliação do comportamento de determinadas variáveis na performance do processo, baseada nos conceitos do planejamento fatorial. Neste trabalho é apresentado um modelo que usa parâmetros experimentais para avaliar políticas de controle e otimização. Partindo deste modelo foi realizada a análise de sensibilidade paramétrica, que possibilitou estudar tanto os efeitos principais das perturbações nas variáveis como os efeitos de interação destas variáveis. A partir disso foi possível determinar as variáveis de maior influência no processo, e, desta forma, determinar estratégias de otimização do processo. Além disso foi avaliada também a estabilidade da solução numérica do modelo apresentado para o método de solução utilizado / Abstract: Since the third decade of the century XX, it has been accomplishing the extraction process of oleaginous for hexane. As this substance is toxic and highly flammable, it has been intensifying the search of solvents that produce oil of good quality using clean technologies, minimizing the damage to the environment and production envirenment. It is in this context that is being studied the substitution of the hexane by supercritical solvents, which are not just effective solvents for the extraction of oil of seeds, but they also present a series of peculiarities they turn them more advantageous in relation to the liquid solvents, generally used. Besides the inherent characteristics to the supercritical means, the carbon dioxide has been proving a potential solvent for the substitution of the hexane for being not toxic, not flammable, to present supercritical conditions relatively mild (critica I temperature of 31°C and critica I pressure of 73.8 bar), besides being at a low cost available.The objective of this work is to study the behavior of a supercritical extraction plant. Besides the parametric sensibility analysis is accomplished for the evaluation of the behavior of certain variables in the precess performance, based on the concepts of the factorial designo. In this work a model is presented that uses experimental parameters for evaluations of control politics and optimization. Starting from this model took place the parametric sensitivity analysis, which facilitated to study the principal and interaction effects of perturbations in certain variables. Starting frem that it was possible to determine the variables of larger influence in the process, and, this way, to determine strategies of the process optimization. Besides the stability of the numeric solution of the model for the used solution method was also evaluated. / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Rubens Maciel Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-02T03:22:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Stremel_DilePontarolo_D.pdf: 8166802 bytes, checksum: 6acff867d6e48493e2e66cce42d9d5ac (MD5) Previous issue date: 2001 / Resumo: Comparado com o estudo de crescimento de populações de microorganismo, poucos avanços tem até então aparecido sobre o desenvolvimento de modelos estruturados para a formação de produtos. O objetivo do presente trabalho é o desenvolvimento de modelos estruturados alternativos a partir da adaptação de modelos estruturados de crescimento para o processo de fermentação etanólica realizado em um biorreator do tipo torre com células imobilizadas de alta produtividade. A metodologia do trabalho envolveu a adaptação de modelos estruturados de crescimento de Saccharomyces cerevisae, os quais incluem cinética complexa para as rotas metabólicas fermentativa e respiratória. Neste procedimento aplicou-se o método de Plackett e Burman, que possibilitou analisar um grande número de parâmetros e selecionar aqueles mais importantes. As equações diferenciais parciais descrevendo os fenômenos intraparticulares e ao longo do biorreator foram resolvidas utilizando o método de colocação ortogonal e o sistema de equações diferenciais ordinárias resultante foi integrado com respeito ao tempo pela "subrotina lsodaroo. Comparou-se os resultados simulados com dados experimentais, possibilitando escolher a cinética estruturada mais adequada. Técnicas de redução foram aplicadas na direção radial particular e o modelo reduzido foi simulado sob perturbações em malha aberta para definições dos pontos de controle e variáveis manipuladas. Devido à dinâmica ser lenta, foi necessário estabelecer através de planejamento experimental, uma relação entre a variável manipulada, a concentração de substrato de entrada e o objetivo de controle (modelo feedforward). O projeto do controlador envolveu, na forma SISO, os algoritmos do tipo clássico (PID), avançados do tipo preditivo (DMC) e preditivo adaptativo (STDMC) avaliados isolados e acoplados ao modelo feedforward obtido com procedimentos estatísticos. Em conclusão, considerar a célula como um único componente é insuficiente para descrever a dinâmica do metabolismo, principalmente em culturas que sofrem mudanças drásticas nas condições operacionais. Resultados mostraram que o modelo de Rotboll adaptado foi superior, principalmente quanto na representação da variável celular. Comparou-se os resultados obtidos com os modelos reduzidos para diferentes técnicas de redução, frente aos modelos bidimensionais(não reduzidos) e dados experimentais. A aplicação de diferentes técnicas de redução foi útil na obtenção de um modelo estruturado para aplicações em simulação e controle. O estudo de controle de processo mostrou que uma ação antecipada que relacione a variável manipulada e o set-point acoplada a algoritmos de controle feedback é a melhor forma de estabilizar o processo rapidamente / Abstract: Compared with growing studies of microorganism populations, few improvements on the development of structured models for product formation have appeared. The objective of the presenting work is the development of altemative dynamic structured models adapted from structured growth models for the ethanol production by fermentation accomplished on a high productivity tower bioreactor with immobilized cells. The methodology of the work involved structured models of Sacharomyces cerevisae growth that include complex kinetic for the respiratory and glicolitic metabolic pathways. In this procedure it was applyed the method of Plackett and Burman, possibiliting to analyze a large number of parameters and to identify those that may be more important. The partial differential equations describing the inside particle and the bioreactor lenght phenomena were solved by orthogonal collocation method and the resulting system of differential ordinary equations was integrated, in respect to time, through lsodar subroutine. The simulated results was compared with experimental data, possibiliting to choose the most appropriate structured kinetic. Reduction techniques were applied in the particle direction and the reduced model was simulated under disturbances in the inlet variables with open loop to define the control point and manipulated variable. Because the slow dynamic, it was necessary to establish through experimental planning, a relationship among the manipulated variable, entrance substrate concentration and the control objective (feedforward model). The controller design involved in a SISO form, the classic (PID), advanced predictive (DMC) and predictive adaptive (SIDMC) control algorithms evaluated isolated and coupled to the feedforward model obtained with statistical procedures. In conclusion, considering the cell as an only component, it is not enough to describe the metabolism dynamics mainly in cultures that suffer drastic changes in the operational conditions. Results showed that the Rotboll adapted was superior, mainly as in the representation of the cell behaviour. It was compared the results obtained with the reduced models for different reduction techniques front to the reduced ones and experimental data, verifying the possibility of using them without loosing information of the processo The application of reduction techniques was useful in obtaining an useful structured model for applications in simulation and control. The study of control showed that an early action relating the manipulated variable and the set-point coupled to control feedback algorithms is the best form of stabilizing quickly the processo / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Vivaldo Silveira Jr / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-03T02:14:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mendes_AlexandreConsul_M.pdf: 28710433 bytes, checksum: dd88ab66a072eb5070a05416b953f5c6 (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: O trabalho a seguir apresenta as principais ferramentas necessárias para o controle do processo de extrusão baseado na densidade e umidade do produto extrusado úmido. Para facilitar a compreensão da aplicação do controle avançado, revisa-se alguns conceitos básicos da teoria clássica de controle. Devido à complexidade deste processo, orientado pela transformação bio-polimérica da matéria-prima farino-lipídico-protéica a certa umidade ao longo da extrusora, são retomados alguns conceitos de estatística, a fim de compor um modelo experimental para as principais variáveis independentes e de processo na extrusão. Estudou-se a relação estatística significativa entre as variáveis independentes: vazão de farinha, vazão de vapor, vazão de água e rotação de helicóide do extrusor e as variáveis de processo: densidade e umidade do produto extrusado úmido, temperatura de saída e pressão de saída da extrusora. Para o completo entendimentos destas relações, são correlacionados as variações dos teores de umidade, lipídios, proteínas e carboidratos da farinha a ser extrusada. Ainda como importante parâmetro industrial é realizado o balanço de energia para o processo em questão através da energia mecânica específica ('SME') e energia térmica específica ('STE'). Devido à aplicação industrial deste trabalho, o controle da densidade e umidade do produto extrusado úmido é na verdade baseado no controle da relação empírica entre a temperatura e pressão na saída da extrusora. Dessa forma, o custo de instalação e precisão, enfatizando a necessidade de repetibilidade na medida de temperatura e pressão de saída, se tomam muito mais viáveis quando os mesmos são comparados com a medida de densidade e umidade para o produto extrusado na saída da extrusora. Equipamentos para a medida precisa de densidade para produtos sólidos-úmidos aplicam princípio nuclear e para a medida de umidade são empregados instrumentos com sofisticados espectros de infravermelho associados a sistemas óticos internos. A fim de estudar-se a viabilidade deste modelo, foi realizado um planejamento composto central (4 variáveis independentes), com pontos axiais e a inclusão de alguns pontos aleatórios de interesse prático, a fim de obter-se um modelo mais robusto. Para tanto foram avaliadas três receitas típicas na indústria de rações de animais, a fim de representar-se a maioria dos produtos comerciais recomendados para cachorros e gatos. Através do conhecimento profundo das variáveis de processo, utilizou-se alguns experimentos para o entendimento do processo quanto à natureza da resposta, como a linearidade e a variação da resposta com o tempo. Estes experimentos informaram sobre o comportamento das curvas de reação para as variáveis independentes isoladamente. Atendendo a necessidade para a aplicação de estratégias de controle não lineares e/ou neurais o processo demonstrou-se com resposta em um único sentido com a perturbação, não linear e variante com o tempo. Este estudo foi comprovado pela aplicação da teoria de controle para processos lineares com perturbações lineares isoladas. Finalmente, é utilizado o conhecimento adquirido no estudo do processo de extrusão e da avaliação da curva resposta experimental das perturbações isoladas para o projeto de um algorítimo de controle baseado na estratégia de controle MIMO 2 x 2. Este controle foi testado através do controlador neuro-adaptativo 'Model Free Adaptive' (MFA), demonstrando resultados preliminares satisfatórios para o controle simultâneo da temperatura e pressão de saída de um extrusor de eixo simples, empregando como variáveis manipulativas a proporção de vapor / água e a vazão de farinha de alimentação respectivamente para as variáveis de processo citadas / Abstract: The present study informs about the main features of extrusion control processes, based on product-wet density and moisture. To comprehend the study, some background of the classic control theory is provided. The process complexity, provided by formation of a bio-polymer from carbohydrate-lipid-protein raw materials, requires analysis using statistical concepts to build an experimental model for the principal extrusion process variables. Significant statistical relationships were evaluated between the following independent variables: meal feed rate, steam feed rate, water feed rate and extruder screw speed; and dependent variables: wet product density and moisture, extruder die temperature and die pressure. The process energy and mass balance were described using the Specific Mechanical Energy ('SME') and Specific Thermal Energy ('STE') concepts. To facilitate the industrial application of this study, the wet density and moisture control is evaluated by an experimental empirical relationship between die temperature and die pressure. Die temperature and die pressure measurements are more feasible when compared with wet product density and moisture measurements due to ease of installation and measurement precision. Suitable equipment for the wet-solid product density measurements apply the nuclear principle, where safety is a concern; and moisture measurements use sophisticated devices with any combination of infrared and optical systems. In order to evaluate the model application, a box experimental design was used with four independent variables, star points and some random points resulting from extrusion operation experience. Three typical dry recipes used in the pet food industry were tested, representing the majority of retail products for dogs and cats. Applying the knowledge of extrusion process variables, several experiments were run to understand the process responses, such as linearity and control parameters. These experiments showed the influence of isolated independent variables to the dependent variables. The process was characterized by presenting a one way, non-linearity and time varying response, suitable for non-linear and neural controllers. Classic control theory was applied to evaluate each perturbation. The knowledge gained from an extrusion process and experimental response curve analysis from isolated perturbation was applied to build a control algorithm based on MIMO 2 X 2 control strategy. This model was tested by the neural-adaptive ' Model Free Adaptive' (MFA) controller. Initial satisfactory results were observed from the simultaneous control of die temperature and die pressure on a single screw extruder, using as manipulative variables the ratio of steam / water and the meal feed rate respectively / Mestrado / Mestre em Engenharia de Alimentos

Orientador: Rubens Maciel Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-03T21:01:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Boss_EdinaraAdelaide_D.pdf: 1234685 bytes, checksum: 83e6d4a58852f0db1ca8faec7a2bce7b (MD5) Previous issue date: 2004 / Doutorado

Orientador : Antonio Jose Gomez Cobo / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-04T00:25:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_JoseWilsonda_D.pdf: 3310228 bytes, checksum: fc913616b3b5d361419a1d4d39107d50 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Desde a revolução industrial até os dias de hoje, a poluição do meio ambiente passou de um simples reflexo do progresso do homem, para ser um sério problema global. Atualmente, são várias as legislações que tentam restringir essa poluição, sendo esse fato o responsável pelo urgimento de várias tecnologias para o tratamento prévio dos resíduos tóxicos a serem lançados no meio ambiente. Uma dessas tecnologias é a hidrodescloração catalítica. Dentro desse contexto, o objetivo do presente estudo é a avaliação das condições experimentais para a hidrodescloração do pentaclorofenol com catalisadores de paládio. Essa avaliação foi realizada por meio de testes catalíticos com os catalisadores 5%Pd/C e 5%Pd/TiO2. Esses testes foram feitos de uma forma planejada, sendo que para tal empregou-se o planejamento fatorial fracionário 2 6/2. No que se refere aos catalisadores empregados, o sólido 5%Pd/C é um catalisador comercial, enquanto o catalisador 5%Pd/TiO2 foi preparado via impregnação a seco, partindo-se de uma solução aquosa de PdCl2. Depois de impregnado e seco, esse sólido foi dividido em duas partes: uma delas foi calcinada a 300 °C e a outra reduzida à mesma temperatura. Os resultados dos testes catalíticos revelaram que os catalisadores 5%Pd/C e 5%Pd/TiO2 reduzidos não foram ativos para a hidrodescloração do pentaclorofenol em fase líquida. Por outro lado, esses mesmos catalisadores, na sua forma oxidada, não foram desativados durante o tempo de reação em que foram avaliados. Além disso, esses testes catalíticos também revelaram que o catalisador 5%Pd/C não ativado é seletivo a cicloexanol, enquanto que o catalisador 5%Pd/TiO2 calcinado é seletivo a fenol / Abstract: Concerns with environmental pollution have changed most intensively since Industrial Revolution. At the beginning, environmental pollution was faced as a simple effect of the progress of humanity, but lately, it has been considered a terrible global problem. Nowadays, severe legislation for environmental pollution control has given rise to a great variety of technologies for pollution treatment. One of the solutions being proposed is catalytic hydrodechlorination. Taking this in consideration, the aim of this work is to evaluate the reaction conditions for pentachlorophenol hydrodechlorination over palladium based catalysts. This evaluation was derived from catalytic tests using 5%Pd/C and 5%Pd/TiO2 catalysts. These tests were done according to a fractional fatorial design 26-2. The 5%Pd/C solid is a comercial catalyst while the 5%Pd/TiO2 catalyst was prepared by incipient wetness impregnation technique from an aqueous solution of PdCl2. After drying, this solid was divided into two parts: one fo them was calcined 300 °C and the another was only reduced 300 °C. Results of catalyst tests indicated that 5%Pd/C and 5%Pd/TiO2 both reduced catalysts do not show any catalytic activity for liquid phase entachlorophenol hydrodechlorination. On the other hand, under an oxide form, these catalysts were not deactivated during the reaction time under investigation. Moreover, these catalyst performance also showed that the 5%Pd/C not reduced catalyst is selective to cyclohexanol, while the 5%Pd/TiO2 calcined catalyst is selective to phenol / Doutorado / Sistema de Processos Quimicos e Informatica / Doutor em Engenharia Química

Submitted by Biblioteca da Faculdade de Farmácia (bff@ndc.uff.br) on 2017-03-30T17:56:53Z No. of bitstreams: 1 Porto, Daniele Ferreira [Dissertação, 2014].pdf: 1240957 bytes, checksum: 014bd9c8587ee46053ae0e4023717210 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-30T17:56:53Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Porto, Daniele Ferreira [Dissertação, 2014].pdf: 1240957 bytes, checksum: 014bd9c8587ee46053ae0e4023717210 (MD5) / Complicações por doenças infecciosas têm sido relacionadas ao uso excessivo de antibióticos. A Nanotecnologia apresenta avançadas estratégias no tratamento de diferentes enfermidades, devido ao tamanho nanométrico, capaz de atravessar diversas membranas biológicas anteriormente impermeáveis realizando a entrega direcionada de agentes antimicrobianos. Polímeros biodegradáveis a base de poli (ε-caprolactona) (PCL) e poli (ácido lático-co-glicolídeo) (PLGA) têm sido amplamente empregados na preparação de nanosistemas carreadores de fármacos. Este estudo objetivou desenvolver nanopartículas poliméricas carreadoras de vancomicina (VAN) e avaliar sua atividade antibacteriana. Para tal foi empregado um planejamento experimental que permitiu combinar diferentes condições de preparação utilizando PCL como material de parede. Foi delineado um planejamento fatorial fracionado (2k-1 + 3), o qual avaliou a influência de variáveis independentes – razão polímero/ativo (PCL/VAN), tempo de ultrassom e volume de solvente orgânico – sobre as respostas – tamanho de partícula, polidispersão, concentração de VAN encapsulada e eficiência de encapsulação. As NP foram preparadas de acordo com o método de múltipla emulsificação com difusão do solvente e analisadas com base nas respostas obtidas, bem como através da avaliação de ensaios in vitro, tais como cinética de liberação e determinação da atividade antimicrobiana. A caracterização física foi realizada através das análises de calorimetria exploratória diferencial (DSC) e espectroscopia do infravermelho (IV-TF). Os resultados mostraram que o terceiro ensaio do planejamento (2k-1 +3) reuniu condições experimentais para produzir PCL-NP otimizadas e que somente a variável PCL/VAN apresentou efeito significativo, influenciando o aumento da concentração de VAN encapsulada. As condições identificadas para a otimização das NP de PCL foram reproduzidas utilizando-se PLGA a fim de realizar um estudo comparativo. Além disso, foi possível observar que houve diferença significativa entre os parâmetros avaliados com ambos os polímeros (p-valor< 0,05, ANOVA). Os espectros de IV-TF gerados pela VAN e NP poliméricas sugeriram que o antimicrobiano foi encapsulado na matriz das NP. Estes resultados foram confirmados pelos termogramas de DSC, além de indicar ausência de interação significativa entre VAN e PLGA. O perfil de liberação in vitro da VAN encapsulada com PLGA, apresentou padrão bifásico de liberação. Os valores das concentrações inibitórias mínimas da VAN e das NP poliméricas observados sugerem que a capacidade de inibição do crescimento bacteriano da VAN foi preservada, independente das condições de produção e da encapsulação nas diferentes NP. Deste modo, conclui-se que o PLGA apresenta vantagens no processo de nanoencapsulação em relação ao PCL, o que o torna um polímero promissor no desenvolvimento de novos sistemas de liberação controlada de VAN / Complications from infectious diseases have been related to overuse of antibiotics. Nanotechnology has advanced strategies in the treatment of different diseases due its nanoscale size able to cross different impermeable biological membranes performing targeted delivery of antimicrobial agents. Biodegradable polymers based in poly (ε-caprolactone) (PCL) and poly(lactide-co-glycolide) (PLGA) have been widely employed in the preparation of Drug Carriers Nanosystems. This study aimed to develop polymeric nanoparticle carrier of vancomycin (VAN) and evaluate its antibacterial activity. In this sense it was employed an experimental design to combine different preparation conditions using PCL as wall material. It was outlined a fractional factorial design (2k-1 + 3), which evaluated the influence of independent variables polymer/active ratio (PCL/VAN), ultrasound time and organic solvent volume on the particle size, polydispersity, VAN loaded concentration and the encapsulation efficiency responses. NP were prepared according to the emulsification multiple with solvent diffusion method and analyzed based on the obtained responses, and by evaluating in vitro assays, such as release kinetics and antimicrobial activity determination. Physical characterization was performed by Differential Scanning Calorimetry (DSC) and infrared spectroscopy (FT-IR). The results showed the third test (2k-1 +3) gathered experimental conditions to produce optimized PCL-NP and only PCL/VAN variable presented significant effect, influencing the VAN loaded concentration. The identified conditions for PCL-NP optimization were reproduced using PLGA in order to perform a comparative study. Furthermore, it was observed significant difference between polymers parameters (p-value < 0.05, ANOVA). The FT-IR spectra generated by the VAN and polymeric NP suggested the encapsulation of antimicrobial in the NP matrix. These results were confirmed by DSC thermograms, besides indicating absence of significant interaction between VAN and PLGA. The in vitro release profile of VAN encapsulated with PLGA showed a biphasic release pattern. The minimum inhibitory concentration results suggested the ability of bacterial growth inhibition of VAN was preserved, regardless of production conditions and encapsulation in different NP. It was able to conclude that PLGA has advantages in the nanoencapsulation process to the PCL, which makes it a promising polymer to develop new VAN sustained release systems