Fungos produzem muitas substâncias bioativas em baixas quantidades. A utilização de técnicas de planejamento experimental e de análise multivariada podem otimizar as condições de cultivo. No presente estudo, foi desenvolvida uma abordagem para incrementar a produção de compostos macrocíclicos relacionados às curvularinas, produzidos pela linhagem Penicillium sp. em baixas concentrações. A linhagem de Penicillium sp. foi crescida sob um conjunto de diferentes condições, determinadas por combinações das variáveis, tempo de crescimento, temperatura, concentração de nutrientes, agitação e concentração de sais. Depois do crescimento, a filtração e extração em fase sólida dos meios de cultura de cada experimento de crescimento forneceram 4 frações que foram submetidas a análises químicas por CLAE-UV-EM. As respostas obtidas (massa das frações, área e número de picos cromatográficos) foram tratados por meio de uma metodologia multicritério, a função de desejabilidade. Utilizando os valores de desejabilidade global, calcularam-se os efeitos principais e de interação das variáveis sobre a produção de metabolitos secundários. Foram estabelecidas duas condições ótimas para a produção de compostos relacionados às curvularinas as quais requerem: baixas concentrações salinas, longo tempo de incubação, sem agitação, alta concentração de nutrientes, mas diferentes temperaturas. Uma das condições produziu quantidades elevadas de citrinina, enquanto a outra permitiu o isolamento de 1 nova curvularina e 5 novos compostos relacionados às curvularinas, mas contendo um anel tetrahidrotiofeno fundido à lactona. As alterações químicas no perfil químico produzido em meio de cultura por Penicillium, sp., usando apenas diferentes temperaturas de incubação ilustra a viabilidade da utilização do planejamento experimental, com o objetivo de maximizar a produção, quer de um metabolito único ou uma diversidade de substâncias, produzidas por uma linhagem microbiana.<br /> / Fungi produce many useful metabolites. Application of experimental design techniques and chemometric analysis are able to optimize the fungi culture conditions. In the present investigation, it was developed a refined procedure to improve the production of macrocyclic compounds curvularin-like, produced in low concentrations by Penicillium sp. lineage. The Penicillium sp. lineage was cultivated under different conditions, determined by a combination of selected variables: time of growth, temperature, total concentration of nutrients, growth under shaking or still mode and total concentration of inorganic salt. After growth, filtration and solid phase extraction of the culture media of each growth experiment provided four fractions that were analyzed by HPLC/UV/MS. The outputs (mass fractions, total area under chromatogram, and number of chromatographic peaks) were treated by a multicriteria approach, the desirability function. Using the global desirability values, we calculated the main and interaction effects of the variables on the production of secondary metabolites. Two optimal conditions were established for the production of compounds curvularin-like: low concentration of inorganic salt, long incubation time on still mode, high concentration of nutrients but different temperatures. One of the conditions produced high amounts of citrinin, while the other allowed the isolation of one new curvularin and five novel related compounds containing a tetrahydrothiophene ring fused to the lactone. Chemical changes in chemical profile produced in the culture media by Penicillium sp. using just different incubation temperatures shows the feasibility of using the experimental design in order to improve the production of either a single metabolite or a diversity of compounds produced by a microbial lineage.<br/>

O losartano potássico é um agente anti-hipertensivo não peptídico, que exerce sua ação por bloqueio específico dos receptores da angiotensina II. Até o presente momento, não há um método oficial descrito para a quantificação do fármaco em formulações farmacêuticas. O objetivo deste estudo foi desenvolver metodologias analíticas para quantificação de losartano potássico em cápsulas e estabelecer condições para realização do teste de dissolução de cápsulas de losartano potássico 50 mg. Para a determinação do teor, dois métodos espectrofotométricos foram propostos: a espectrofotometria direta e derivada de primeira ordem, utilizando leituras a 205 e 234 nm, respectivamente. O solvente empregado foi água destilada. Além da espectrofotometria foi desenvolvido um método por CLAE, onde os parâmetros cromatográficos foram otimizados de forma multivariada, através do emprego do planejamento fatorial fracionário 25-1 e da matriz de Doehlert. As condições obtidas foram as seguintes: fase móvel composta de uma mistura de tampão fosfato 58 mmol L-¹ pH 6,2 e acetonitrila 65:35 v/v, coluna C8, 100 mm × 4,6 mm com partículas de 5 μm, temperatura da coluna de 35°C, vazão de 1,0 mL min-¹ e detecção no UV a 254 nm. Para estabelecer as condições para o teste de dissolução, empregou-se medicamentos manipulados obtidos de três farmácias locais, sendo estes codificados como A, B e C. As condições ótimas foram obtidas de forma multivariada através do planejamento fatorial completo 24. O uso de tampão fosfato 72 mmol L-¹, pH = 6,8 (900 mL a 37°C ± 0,5°C) como meio de dissolução, aparato 1 (cesta), velocidade de agitação de 50 rpm e tempo de coleta em 30 minutos foram considerados satisfatórios. As amostras do ensaio de dissolução foram quantificadas por espectrofotometria no UV a 205 nm e por cromatografia líquida de alta eficiência. Os métodos analíticos e ensaios de dissolução descritos foram validados e demonstraram ser seletivos, lineares, precisos, exatos, robustos e com limites de detecção e quantificação desejáveis. Finalmente, todos os métodos foram empregados para ensaios de qualidade das amostras A, B e C e estas mostraram-se dentro dos parâmetros exigidos pelos órgãos regulatórios. / Losartan potassium is a non-peptide angiotensin II receptor (type AT1) antagonist for the treatment of hypertension. At the present moment, there is not an official method described for the quantification of the drug in pharmaceutical formulations. The aim of this study was to develop analytical methods for losartan potassium quantification in capsules and to establish conditions for accomplishment of the dissolution test for losartan potassium capsules 50 mg. Two spectrophotometric methods were proposed for quantification: direct and first order derivative spectrophotometry, with signals at 205 nm of the zero-order spectrum and 234 nm at the firstderivative spectrum. The employed solvent was distilled water. In addition to these methods, an HPLC method was developed, which the chromatographic parameters were optimized from multivariate approach through the employment of a 25-1 fractional factorial design and the Doehlert matrix. Under optimized conditions, the mobile phase was a potassium phosphate buffer (pH 6.2; 58 mmol L-¹) – acetonitrile (65:35, v/v), pumped at a flow rate of 1.0 mL min-¹ The column was 100 mm × 4.6 mm C8 packed with 5 μm particles and the temperature was fixed in 35 °C. UV detection was performed at 254 nm. To establish the conditions for accomplishment of the dissolution test for losartan potassium in pharmaceutical capsules products tests A, B and C, purchased from three local drugstores were used. Optimal dissolution conditions were obtained from multivariate design through a 24 full factorial design. The use of 72 mmol L-¹ potassium phosphate buffer pH 6.8 as dissolution medium, baskets as apparatus at the stirring speed of 50 rpm and time of 30 min were considered satisfactory. The dissolution sample solutions were quantified by UV spectrophotometric method at 205 nm and by HPLC. The described analytical methods and dissolution procedures were validated presenting selectivity, linearity, precision, accuracy, robustness and desirable limits of detection and limits of quantitation. Finally, all the methods were used for quality control assays of the products tests A, B and C, which demonstrated to be in accordance to regulatory demands. / Programa Institucional de Bolsas de Pós-Graduação - PIB-PÓS

A presença de fármacos no ambiente é um problema preocupante em virtude dos efeitos ecotoxicológicos conhecidos, e ainda os que continuam desconhecidos. A água é um dos compartimentos ambientais mais afetado por esses contaminantes, já que é utilizado em diversas atividades humanas. A contaminação da água afeta não somente os humanos, mas também todos os demais seres vivos que vivem ou utilizam dessa água. Por esse motivo, o desenvolvimento de métodos para análise de medicamentos em matrizes ambientais é essencial para o monitoramento desses contaminantes. Além disso, os métodos já desenvolvidos podem ainda ser aplicados para auxiliar no desenvolvimento de novas tecnologias de tratamento de água, bem como no estudo de produtos de degradação de fármacos durante as etapas de tratamento. Para essas finalidades, são utilizadas técnicas cromatográficas com detecção por espectrometria de massas para obter a separação dos compostos, permitindo a quantificação e a identificação inequívoca. Para realização dessas análises é necessário adotar métodos de preparo de amostra que possibilitem a concentração dos analitos presentes, e também, a eliminação dos interferentes presentes na matriz. Dessa maneira, nesse trabalho foram desenvolvidos 2 métodos de análise, um usando a cromatografia gasosa convencional acoplada a espectrometria de massas (GC-MS), e outro usando a cromatografia bidimensional abrangente com detecção por espectrometria de massas usando analisador do tipo tempo de voo (GCxGC-ToF/MS) para análise de resíduo de fármacos em matrizes aquosas, ambos utilizando como técnica de preparo de amostra a microextração em fase sólida (SPME). Na análise usando SPME-GC-MS foi utilizado a derivatização in situ para evitar picos assimétricos e possibilitar uma melhor separação cromatográfica. Esse método foi aplicado em amostras de rio, águas residuárias de entrada e saída de estação de tratamento (ETE) e esgoto industrial. Em todas as amostras foi possível detectar a presença dos fármacos, porém somente na entrada da ETE foi possível quantificar a presença de cetoprofeno (KET) presente na concentração de 1050 ng L-1. Já para o método SPME-GCxGC-ToF/MS, devido o alto poder de separação do sistema bidimensional, foi possível separar 13 fármacos sem necessitar de derivatização. O método foi aplicado para amostra de rio, sendo que em nenhuma das amostras não foi detectado e quantificado os medicamentos em estudo. Em ambos os métodos foi aplicado planejamento experimental para otimizar o preparo de amostra e a reação de derivatização in situ quando utilizada. Após o desenvolvimento desses métodos, uma nova vertente foi estudada com o desenvolvimento de novas fases extratoras para extração por sorção em barras de agitação (SBSE) labmade foram desenvolvidas. Cerca de 7 novas fases extratoras foram desenvolvidas, sendo mistas tendo como base uma mistura de polidimetilsiloxano (PDMS) com outros polímeros e/ou outro material adsorvente. Essas fases foram testadas e comparadas com a barra de PDMS comercial na extração de 9 fármacos presentes em água. A barra que apresentou melhor desempenho tinha como fase extratora uma mistura de PDMS com 30% OV-17-vinil. Além disso, uma barra de SBSE contendo 5% carvão ativo foi aplicado com sucesso na análise de fenol em urina. Além dessas novas fases, foi explorado em conjunto o desenvolvimento de novas fases extratoras para extração por sorção nas paredes do frasco (VWSE) direcionados para extração de fármacos em água. As fases desenvolvidas eram compostas por uma mistura de carvão ativo com PDMS, e PDMS com divinilbenzeno (PDMS/DVB), em diferentes proporções. Por último, um aperfeiçoamento foi realizado na técnica de VWSE. Essas modificações foram testadas na extração de compostos com caracerísticas não-polares (progesterona) e polares (cafeína), e demonstrou eficiência na extração de ambos. / The occurrence of pharmaceutical drugs in the environment is a worldwide problem caused by the genotoxicity and ecotoxicity activities of those compounds. Water is one of most used natural resource in human activities which explain the presence of emerging contaminants. Those compounds affect not only humans but also aquatic animals that spend the whole life cycle in this environment. In order to monitor drugs in the environment, it is essential the development of analytical methods to analyze pharmaceutical drugs in environmental matrices. Moreover, those methods developed are useful for the development of new water treatment techniques, and analysis of drug metabolites formed during the water treatment process. To accomplish all these purposes, chromatographic methods of analysis coupled to mass spectrometry detection are essential to separate the analytes, and further to identify and quantify them unequivocally. Before the analysis, the sample preparation step is fundamental to concentrate the analytes, eliminate and clean-up all the matrices interferents. Thus, in this thesis is described the development of 2 methods, one using conventional gas chromatography coupled to mass spectrometry (GC-MS), the latter one using comprehensive two dimensional gas chromatography coupled to time of flight mass spectrometry (GCxGC-ToF/MS) to analyze pharmaceutical drugs in water matrices. In both methods, solid phase microextraction (SPME) was used in the sample preparation procedure. In the SPME-GC-MS method in situ derivatization was applied to improve the chromatographic separation, providing neat and sharp peaks. This method were applied to analyze river, sewage and wastewater samples. In all samples were detected the presence of pharmaceutical drugs. However, one wastewater sample from the entrance of wastewater treatment plants (WWTP) presented ketoprofen in the concentration level of 1050 ng L-1. GCxGC-ToF/MS method it was possible to accomplish a complete separation of 13 analytes absent of peak tailing, co-elution and degradation without a derivatization reaction. River water samples were analyzed using this method, although, in none of the compounds were present in the samples. In both methods, an experimental design was used to optimize the SPME extraction and derivatization reaction. A second phase in this study explored the development of new polymeric phases for stir bar sorptive extraction (SBSE). About 7 new phases were developed, all phases were mixed of polidimethylsiloxane (PDMS) with other polymeric phases or with adsorptive material. All these new phases were tested and compared against the comercial version in the extraction of 9 pharmaceuticals compounds in water. The mixed polymeric phase of PDMS and OV-17-vinyl demonstrated a suitable selectivity to extract all pharmaceutical drugs in water. Also, a SBSE bar containing activated carbon 5% was applied in the analysis of phenol in urine. Also, it was studied the development of new polymeric phases applied for the vial wall sorptive extraction (VWSE) used in the analysis of drugs in water. These new phases were based on a mixture of PDMS with activated carbon, and PDMS combined with divinylbenzene (PDMS/DVB) in different amounts of each compound. At least, a new configuration in the VWSE was purposed. This new configuration was tested for the extraction of non-polar (progesterone) and polar (caffeine) compounds in water, and presented adequate response for both compounds.

Os efluentes gerados pelas indústrias têxteis possuem como características elevada DQO, alta concentração de matéria orgânica não-biodegradável e intensa coloração, já que em média 12% do total de corantes utilizados são perdidos durante a produção. Os azo-corantes são os mais utilizados por possuírem uma alta aderência ao tecido, resistência à luz solar e a processos químicos. Estes corantes possuem como agravante o fato de serem quimicamente resistentes aos métodos de tratamentos biológicos convencionais. Os Processos Oxidativos Avançados (POA) têm sido estudados como uma alternativa promissora para o tratamento de substâncias tóxicas, refratárias e não-biodegradáveis. O presente trabalho tem como objetivo tratar um efluente de uma indústria têxtil utilizando o processo H2O2/UV para o descoramento dos corantes da família Remazol presentes, otimizando o processo a fim de se obter um efluente com características que facilitem o tratamento biológico. Para tanto, elaborou-se um planejamento experimental, com a finalidade de se estimar os efeitos das variáveis independentes pH, temperatura e concentração inicial de peróxido de hidrogênio. Em seguida, foi possível ajustar-se um modelo polinomial aos dados obtidos. A condição ótima de tratamento para as variáveis independentes foi: pH=12,3; temperatura = 52&deg;C e [H2O2] = 3,1 × 10-4 mol L-1. As variáveis-resposta observadas foram a remoção de cor (por meio da integração da área dos espectros na região do visível) e a concentração de peróxido de hidrogênio residual (método do vanadato de amônio). Para o efluente tratado com H2O2/UV, obteve-se uma remoção de cor de aproximadamente 80%, e para a fotólise direta obteve-se um valor de aproximadamente 75%, ambas com duas horas de irradiação. Para o processo H2O2/UV obteve-se uma cinética de primeira ordem, com constante de velocidade igual a (1,5 &plusmn; 0,36) × 10-2 min-1; para a fotólise, obteve-se uma cinética de segunda ordem com k = (2,3 &plusmn; 0,36) × 10-2 u.a.-1 min-1. A razão DQO/DBO não apresentou variação significativa para ambos os processos, mantendo o efluente dentro da faixa 5,0 < DQO/DBO > 2,5. A análise de carbono total foi concordante com os ensaios de DQO, não havendo mudanças significativas. No entanto, pôde-se observar, por meio de análises cromatográficas, que o processo H2O2/UV, aparentemente, foi responsável por uma maior degradação dos compostos presentes no efluente. / The wastewaters generated by the textile industry are known for their high COD, high concentration of non-biodegradable organic matter, and strong color, once approximately 12% of the dyes are lost during production. Azo dyes are the most used due to their high adherence to the fabrics, resistance to sunlight and to chemical processes. Those dyes have also the drawback of being resistant to conventional biological methods. Advanced Oxidation Processes (AOP) have been studied as a promising alternative for treating toxic, refractory, and non-biodegradable pollutants. The present work is aimed at treating the wastewater of a textile industry by the H2O2/UV process in order to remove the color due to the Remazol dyes present, as well as optimizing the process in order to obtain a wastewater easier to be biologically treated. For that purpose, an experimental design was performed to assess the effects of independent variables pH, temperature, and hydrogen peroxide concentration. Next, a polynomial model was fit to the obtained data. The optimum treatment condition was: pH = 12.3; temperature = 52&deg;C, and [H2O2] = 3.1 × 10-4 mol L-1. The response variables were color removal (measured by the area under the spectra obtained in the visible region) and the residual concentrations of H2O2 (vanadate method). Color removals of approximately 80 and 75% were achieved, for H2O2/UV and direct photolysis, respectively, both after two hours of irradiation. The decolorization kinetics of the H2O2/UV process followed a first order model, with a constant (k) of (1.5 &plusmn; 0.36) × 10-2 min-1, while the effluent treated with the direct photolysis showed a second order behavior, with k = (2.3 &plusmn; 0.36) × 10-2 u.a.-1 min-1. The COD/BOD ratio remained practically unchanged for both process, in the range of 5.0 < COD/BOD > 2.5. COT analyses were in agreement with COD ones, with no significant changes. However, it could be observed in the chromatographic analyses that the H2O2/UV process, apparently, was responsible for a greater degradation of the compounds present in the studied wastewater.

Orientador: Lucas Fugikawa Santos / Banca: Giovani Fornereto Gozzi / Banca: Roberto Mendonça Faria / Resumo: Neste trabalho, foram estudadas as propriedades elétricas de filmes finos de óxido de zinco (ZnO) depositados por solução (spin-coating) de um precursor orgânico (acetato de zinco) em diferentes condições ambientais (temperatura, umidade e irradiância de luz), controladas em laboratório. A corrente dos dispositivos produzidos foi monitorada em função do tempo usando como parâmetros a irradiância de luz (entre 107 e 433 W/m2) usando uma lâmpada com espectro na região do ultravioleta-visível-infravermelho próximo (UV-vis-NIR) com o intuito de simular o espectro solar, a dose de irradiação (controlada pelo tempo de irradiação, entre 30 minutos e 120 minutos), a tensão aplicada (5 V e 30 V), a umidade relativa do ambiente (entre 30% e 80%) e a temperatura (32 oC e 50 oC). Além de um tempo de resposta considerável (da ordem de vários minutos) para a condutividade atingir o seu valor final após a incidência de luz, percebeu-se um fenômeno de fotocondutividade persistente (após o desligamento da luz). Diversos parâmetros de resposta (valor máximo de condutância, condutância final sob irradiação, tempo de subida, tempo de queda, etc.) foram definidos e utilizados como dados de entrada de uma análise de resultados baseados em uma análise multifatorial completa, de dois níveis, envolvendo como fatores as condições ambientais da realização dos ensaios. O design experimental (DOE) utilizado teve 5 fatores (temperatura, umidade, dose, irradiância e temperatura), totalizando 32 corridas... / Abstract: In the present work, the electrical properties of zinc oxide (ZnO) thin-films deposited from organic precursor (zinc acetate) solutions by spin-coating were studied at different laboratory controlled conditions (temperature, humidity and lightirradiation). The current of the devices was monitored as a function of time using parameters as the light-irradiation (between 107 and 433 W/m2) using a lamp with the spectrum in the UV-visible-near infrared (UV-vis-NIR) region, simulating the solar spectrum, the irradiation dose (controlled by the irradiation time, between 30 and 120 minutes), the applied voltage (between 5 and 30 V), the environment relative humidity (between 30% and 80%) and the temperature (between 32 oC and 50 oC). Besides, a considerable response time (in the order of few minutes) needed for the conductivity to achieve its final value under irradiation, a persistent photoconductivity effect (after the light was put off) was observed. Several response parameters (maximum conductance, final conductance under irradiation, risetime, fall time, etc.) were defined and used as input data of a two-level full-multifactorial analysis involving as factors the environmental experimental conditions. A design of experiments (DOE) using 5 factors (temperature, humidity, irradiance, dose and temperature), totalizing 32 experimental runs, added to additional 3 intermediate factor value runs to increase the number of degrees of freedom in the system. Analysis of variance (ANOVA) ... / Mestre

Orientador: Gladys Dorotea Cacsire Barriga / Banca: Manoel Henrique Salgado / Banca: Pedro Carlos Oprime / Resumo: A melhoria da Qualidade é um assunto muito muito discutido no meio industrial. Seu uso tornou-se cada vez mais frequente nos últimos anos, acompanhando o aumento das exigências do mercado. Nesse sentido, o objetivo geral deste trabalho foi propor uma abordagem detalhada de implementação do Ciclo DMAIC para a Melhoraia da Qualidade num dos processos de uma indústria de cosméticos, denotando as dificuldades, problemas e barreiras encontradas na aplicação, utilizando métodos estatísticos como Planejamento de Experimentos e Carta de Controle para o desenvolvimento do estudo, pois a organização não possui uma cultura de utilização destes métodos e não tinha conhecimento do comportamento do processo e dos fatores que influenciaram o principal problema que proporciona altos índices de custos de refugo e retrabalho. Portanto, sugeriu-se a realização de um projeto piloto para aplicação do DMAIC para melhoria da qualidade. Os resultados obtidos inicialmente apontam que a fase 6 do processo de Mistura da Matéria Prima e Moldagem foi a etapa selecionada para estudo piloto. Além disso, na aplicação do Planejamento de Experimentos foi considerada a variável resposta representada pelo peso (g) dos componentes com qualidade aceitável e assim foram identificados cinco possíveis fatores de controle, dos quais apenas três (Temperatura do Cabeçote, Temperatura do Molde e Temperatura de Resfriamento do Molde) influenciaram na característica de qualidade positivamente, ou seja, em termos de otimização quanto maior os valores das temperaturas significativas em questão, melhor a qualidade do componente. Aplicou-se também, a partir do modelo definido no planejamento, uma Carta de Controle verificando a estabilidade do processo para a fase I dfo Controle Estatístico de Processo. Este estudo foi colaborativo para melhorar o conhecimento do comportamento do processo, fazendo com que a organização planeje a aplicação em outros... / Abstract: The Quality Improvement is a hot topic in industry. Its use has become increasingly common in recent years, with the increase of the market demands. In this sense, the objective of this work a detailed implementation approach DMAIC Cycle for Quality Improvement in the processes of a cosmetics industry has been proposed, showing the difficulties, problems and barriers encountered in implementating, using statistical methods such as Design of Experiments and Control Chart for the development of the study because the organization does not have a culture of using these methods and had no knowledge of the process behavior and the factors that influenced the main problem that provides high levels of scrap and rework costs. Therefore, it was suggested to conduct a pilot project for the application of DMAIC to improve quality. The results show that initially the phase 6 of the process of Mix of Raw Material and Molding was selected as a pilot study. Furthermore, the application of Design of Experiments was considered the dependent variable represented bey the weigth (g) of the components of acceptable quality and thus five possible control factors were identified, of which only three (Head Temperature, Hot Mold Temperature and Cold Temperature) influenced posivively in the quality characteristic, that is, in terms of optimization, the larger the values of the significant temperatures in question, the better the quality of the component. Also applied, based on the model defined in planning a Control Chart checking process stability for phase I of statistical Process Control. This collaborative study was to improve the knowledge of the behavior of the process, causing the organization to plan the implementation in order products and processes available / Mestre

Orientador: Mauro Hugo Mathias / Banca: José Elis Tomazini / Banca: Everaldo de Barros / Resumo: O presente trabalho estuda a dinâmica de rotores e em particular a de um rotor modelo de Jeffcott. Para tanto, foi utilizada uma bancada experimental que consiste de um rotor montado sobre um eixo apoiado por mancais de rolamento fixo a uma base metálica, sendo o acionamento da bancada experimental feito por meio de um motor elétrico trifásico de 2 cv com uma rotação máxima de 3.475 rpm, onde foram realizados testes para determinação da primeira frequência natural estacionária (teste de impacto), tesde de partida e de parada. Dois eixos de materiais diferentes foram utilizados, sendo um de aço SAE 1020 e outro de material compósito. Foram determinadas através de análise estrutural pelo método dos elementos finitos as rigidezes dos mancais, com esses valores obteve-se analiticamente a primeira frequência natural do sistema. Ainda utilizando o método dos elementos finitos foram obtidas as frequências naturais, os modos de vibrar e o diagrama de Campbell através de análise modal. Os resultados experimentais obtidos foram discutidos e comparados com os resultados analíticos e com os resultados obtidos pela aplicação do método dos elementos finitos. Percebe-se que com essa comparação a aplicação do software na fase inicial de projeto mostra-se de extrema importância, visto que as frequências naturais podem ser previstas já na etapa inicial / Abstract: This work studied the dynamics of rotors and in particular a Jeffcott rotor. An experimental bench consisting of a rotor mounted on a shaft supported by a fixed bearing housings to a metal base. The drive of the testing bench is made a three-phase electric motor of 2cv power, having a maximum rotation of 3.475rpm, which were performed the tests to identify the first natural frequency (impact test), run up and coast down using two different material of shaft, one made by steel SAE 1020 and a composite shaft. It was determined through structural analyses by the finite element method and the rigidities of the bearings was obtained. With this values the first natural frequency for the system was obtained analytically. Still using finite element method was obtainedthe natural frequencies. The vibration modes and the Campbell diagram, using modal analysis. The experimental results were discussed and compared the analytical results and the results by applyingthe finite element method, with this comparion the software application in the initial phase project proved extremely important given that the natural frequencies can be provided in the initial stage / Mestre

Devido aos diversos efeitos causados pela presença de \'SO IND.2\' em gases liberados na atmosfera, considerável atenção tem sido dada às técnicas para remoção deste poluente proveniente do processo de combustão. Neste trabalho apresenta-se um estudo relacionado com a determinação das melhores condições de granulometria e temperatura no processo de sorção de \'SO IND.2\' por um calcário dolomítico, denominado DP, e um calcário calcítico, denominado ICB, empregando-se a termogravimetria e porosimetria de adsorção de nitrogênio. Foram estudadas cinco faixas de granulometria média (385, 460, 545, 650 e 775 µm) e temperatura (variando de 745 a 920 ºC) para cada calcário. Com a aplicação do planejamento experimental, obtiveram-se superfícies de resposta com pontos de máximo indicando as melhores condições para cada calcário. Para o calcário DP, as maiores conversões (52%) foram obtidas na temperatura de calcinação de 850ºC e granulometria de 545 µm e as menores conversões foram obtidas para temperaturas acima de 900ºC e abaixo de 780ºC. Para o calcário ICB, as melhores condições foram obtidas em temperatura de 815ºC e 274 µm (conversão de 36,7%). Estabelecendo-se uma correlação entre a superfície de resposta e os parâmetros da estrutura física, os calcários, na condição de máxima conversão, apresentaram maior distribuição de poros na região de 20 a 110 A, indicando que a quantidade de poros menores pode ser um fator importante na reatividade do calcário. Pelos resultados apresentados na porosimetria, ambos os calcários apresentaram a média de diâmetro de poros próxima a 0,01 µm, indicando que o processo de difusão deveria seguir a Lei de Fick. No entanto, para calcário ICB observou-se o maior desenvolvimento de microporos, indicando que o mecanismo de difusão deste calcário possivelmente segue a Lei de Knudsen, justificando as menores conversões pelo rápido bloqueio dos poros, que impedem que as camadas mais internas sejam atingidas. Por meio das imagens obtidas por MEV, observou-se que a superfície do calcário ICB sulfatado apresentou uma camada mais fechada e compactada do que o calcário DP. / Due to various effects caused by the presence of \'SO IND.2\' in gases released into the atmosphere, considerable attention has been given to techniques of removal of this pollutant from the combustion processes. This dissertation reports on studies related to the determination of the optimum conditions of temperature and particle size in \'SO IND.2\' sorption by a dolomite, called DP and a calcite, called ICB. Five ranges of granulometry (385, 460, 545, 650 e 775 µm) and temperature (from 745 to 920ºC) were studie for each limestone. The application of experimental design resulted in a response surface with maximum values of temperature and particle size. For DP, the highest conversions (52%) were obtained at 850ºC and particle size of 545 µm and the lowest conversions were obtained at temperatures over 900ºC and below 780ºC. For ICB, the best conditions were obtained at 815ºC and 274 µm (36.7% conversion). The correlation between response surface and physical structure parameters showed that the amount of small pores is an important factor in the reactivity of the sorbents. For both DP and ICB, the average of pore size is close to 0.01 µm, indicating that the diffusion mechanism should follow the Fick law. However, in limestone ICB a further development of micropores was observed, allowing concluding that the diffusion mechanism possibly follows Knudsen law, which justifies the lowest conversions by quick pore blockage, consequently making the inner layers inaccessible. These assumptions were evidenced by the scanning electron microscopy (SEM), in which a compacted and closed layer was showed on ICB sulfated surface.

Orientador: Silvio Alexandre de Araujo / Banca: Maria do Socorro Nogueira Rangel / Banca: Pedro Munari / Banca: Mauricio Cardoso de Souza / Banca: Edson Luiz França Senne / Resumo: O problema de dimensionamento de lotes é um problema de otimização da produção e consiste em determinar a quantidade de produtos a serem produzidos em cada período ao longo de um horizonte de tempo nito, de modo a atender uma demanda e otimizar uma função objetivo, por exemplo, minimizar os custos. Esta tese aborda duas extensões diferentes do problema de dimensionamento de lotes padrão. Na primeira parte, considerase o problema de dimensionamento de lotes com vários itens, tempos de preparação e máquinas paralelas distintas, e na segunda parte, o problema de dimensionamento de lotes com vários itens e preparação crossover. Para a primeira parte desta tese, em que estuda-se o problema de dimensionamento de lotes com máquina paralelas, o objetivo é aplicar diferentes métodos de solução que utilizam relaxação Lagrangiana e decomposição de Dantzig-Wolfe para obter limitantes inferiores de alta qualidade e desenvolver heurísticas Lagrangianas para obter boas soluções factíveis (limitantes superiores). Baseado em uma reformulação forte do problema como um problema de caminho mínimo e diferente da abordagem tradicional em que as restrições de ligação são as restrições de capacidade, utiliza-se as restrições de uxo, isto é as restrições de demanda, como as restrições de ligação. O objetivo desta abordagem é obter limitantes inferiores de alta qualidade e para tanto, utiliza-se três métodos de solução diferentes. No primeiro a relaxação Lagrangiana é aplicada as restrições de uxo. Para os outros dois resolve-se o problema mestre aplicando métodos de solução diferentes que combinam relaxação Lagrangiana e decomposição de Dantzig-Wolfe de forma hibrida. Duas heurísticas primais, baseadas em transferências de produção, são utilizadas para gerar soluções factíveis. Experimentos computacionais utilizando conjuntos de dados da literatura são apresentados e mostram que os métodos de... / Abstract: The lot sizing problem is a production optimization problem and consists of determining the quantity of products to be produced in each period of a nite time horizon, in order to meet the demand and optimize an objective function, for example, to minimize costs. In this thesis we address two di erent extensions of the standard lot sizing problem. In the rst part we consider the capacitated lot-sizing problem with multiple items, setup time and unrelated parallel machines and, in the second one, the capacitated lot sizing problem with multiple items and setup crossover. For the rst part of this thesis where we study the lot sizing problem with unrelated parallel machines, the aim is to apply di erent solution methods that use Lagrangian relaxation and Dantzig-Wolfe decomposition to obtain high quality lower bounds and develop Lagrangian heuristics to obtain good feasible solutions (upper bounds). Based on a strong reformulation of the problem as a shortest path problem and unlike in the traditional approach in which the linking constraints are the capacity constraints, we use the ow constraints, i.e. the demand constraints, as linking constraints. The aim of this approach is to obtain high quality lower bounds and for this we have used three di erent solution methods. In the rst one the Lagrangian relaxation is applied to the ow constraints. For the other two we solve the master problem applying solution methods that combine Lagrangian relaxation and Dantzig-Wolfe decomposition in a hybrid form. Two primal heuristics, based on transfers of production quantities, are used to generate feasible solutions. Computational experiments using data sets from the literature are presented and show that the solution methods produce lower bounds of excellent quality and competitive upper bounds, when compared with the bounds produced by other methods from the literature and by a high-performance MIP software... / Doutor

Orientador: Ranulfo Monte Alegre / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-09-27T18:00:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ubeda_BeatrizTorsani_D.pdf: 5019959 bytes, checksum: f5deef17396124c47147071bc7e0566f (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Algumas espécies microbianas já foram identificadas como importantes fontes de diversos tipos de carotenóides. Estes compostos, que podem ser obtidos de forma natural por processos fermentativos, são amplamente utilizados como corantes e desempenham importantes funções biológicas em seres humanos devido a sua capacidade de aumentar o sistema imunológico e, com isso, diminuir o risco de doenças degenerativas. Neste trabalho, estudou-se a capacidade da bactéria Kocuria rhizophila de sintetizar carotenóides quando submetida ao crescimento em meio de cultivo contendo fonte de carbono solúvel (sacarose) ou insolúvel (óleo de soja). Para cada fonte de carbono foram elaborados delineamentos experimentais com o objetivo de observar a influência de seis variáveis (concentração da fonte de carbono, concentração da fonte de nitrogênio orgânico, concentração da fonte de nitrogênio inorgânico, pH inicial da fermentação, temperatura de incubação e agitação) na produção de carotenóides totais e no crescimento celular e, posterior seleção daquelas que maximizaram o rendimento do processo. Os ensaios foram conduzidos em agitador rotativo (frasco Erlenmeyer de 250 mL) e as amostras foram coletadas a cada 24 horas. A extração dos pigmentos da massa celular foi feita com metanol à temperatura controlada. A concentração de carotenóides totais foi obtida pela leitura da absorbância do extrato metanólico no comprimento de onda de máxima absorção e o crescimento bacteriano foi determinado pela quantificação da massa celular seca. Após a análise dos resultados foi possível observar que as condições de cultivo necessárias para a obtenção da máxima produção de carotenóides totais e do maior crescimento celular diferiram de acordo com a fonte de carbono utilizada. Em meio de cultivo contendo sacarose a máxima concentração de carotenóides totais (2024,40 µg/L) foi obtida no ensaio conduzido até 48 horas de fermentação nas seguintes condições: 75 g/L de sacarose, 0,5 g/L de NH4Cl, 4,5 g/L de extrato de levedura, pH inicial da fermentação 9,0, incubado a temperatura de 24 °C sob agitação de 100 rpm. Porém, a maior concentração de massa celular seca (5,25 g/L) ocorreu nas condições de 50 g/L de sacarose, 2,5 g/L de NH4Cl, 2,5 g/L de extrato de levedura, pH 7,0, temperatura de 30 °C e agitação de 200 rpm após 48 horas. Para a fonte de carbono óleo de soja, a maior concentração de carotenóides totais (1687,2 µg/L) foi obtida em 48 horas de fermentação no ensaio preparado com meio de cultivo contendo 60 g/L de óleo de soja, 1,0 g/L de NH4Cl, 2,0 g/L de extrato de levedura, pH inicial da fermentação 9,0 incubado a 26 °C sob agitação de 150 rpm. Enquanto que o maior crescimento celular (6,04 g/L), foi alcançado no ensaio contendo 60 g/L de óleo de soja, 0,7 g/L de NH4Cl, 6,2 g/L de extrato de levedura, pH 6,8, incubado a temperatura de 30 °C sob agitação de 150 rpm após 48 horas de fermentação. A aplicação do campo magnético e a incidência de luz durante o cultivo bacteriano não exerceram efeito positivo na produção volumétrica de carotenóides totais, mas a aeração mostrou-se essencial para o crescimento da bactéria. A síntese dos pigmentos foi associada à fase exponencial do crescimento nas condições estudadas e a sarcinaxantina (C50H72O2) foi o único carotenóide completamente identificado dentre todos os sintetizados pela bactéria Kocuria rhizophila / Abstract: Some microbial species have been already identified as major sources of various types of carotenoids. These compounds, which can be obtained in a natural way by fermentative processes, are widely used as corants and have important biological functions in humans because of its ability to increase the immune system and thereby reduce the risk of degenerative diseases. In this work, the ability of the bacteria Kocuria rhizophila to synthesize carotenoids was studied. The experiments were performed in culture medium containing soluble carbon source (sucrose) or insoluble (soybean oil). For each carbon source, it was developed experimental design in order to observe the influence of six variables (carbon source concentration, organic and inorganic nitrogen sources concentrations, initial fermentation pH, agitation rate and temperature) on the cellular growth and total carotenoids production. Subsequently, the variables that could contribute to the optimization of the process were selected. The experiments were carried out in rotary shaker (Erlenmeyers of 250 mL) and the samples were collected each 24 hours. The methanol was used to extract the pigments from cellular mass. The total carotenoids content was determined espectrophometrically and the bacterial growth was determined by the dry cellular mass. The results showed that the necessary conditions for maximum total carotenoids production and maximum cellular growth were differed according to the carbon source used. The maximum total carotenoids concentration (2024.40 µg/L) was obtained after 48 hours of fermentation in the medium containing 75 g/L of sucrose, 0.5 g/L of NH4Cl, 4.5 g/L of yeast extract, pH 9.0, temperature of 24 °C and agitation of 100 rpm. The other hand, the highest dry cellular mass concentration (5.25 g/L) occurred in the conditions of 50 g/L of sucrose, 2.5 g/L of NH4Cl, 2.5 g/L of yeast extract, pH 7.0, temperature of 30 °C and agitation of 200 rpm, also in 48 hours. In the fermentation with soybean oil, the highest total carotenoids concentration (1687,2 µg/L) was obtained in the culture medium containing 60 g/L of soybean oil, 1.0 g/L of NH4Cl, 2.0 g/L of yeast extract, pH 9.0, temperature of 26 °C and agitation of 150 rpm. The dry mass was higher (6,04 g/L) when the following levels were employed: 60 g/L of soybean oil, 0.7 g/L NH4Cl, 6.2 g/L of yeast extract, pH 6.8, temperature of 30 °C and agitation of 150 rpm. The application of the magnetic field and the incidence of light during the fermentation do not exercised positive effect on total carotenoids production, but the aeration showed to be essential for the bacterial growth. The synthesis of the pigment was associated with the exponential growth phase under the conditions studied and sarcinaxanthin (C50H72O2) was the only carotenoid completely identified among all synthesized by the bacteria Kocuria rhizophila / Doutorado / Doutor em Engenharia de Alimentos