O objetivo deste projeto foi estudar a produção de retamicina em biorreatores de bancada por Streptomyces olindensis ICB20 em cultivos contínuos, visando avaliar a influência da freqüência de agitação (N=300, 500 ou 700rpm), da concentração de oxigênio dissolvido (OD=20, 50 ou 80%) e da velocidade específica de crescimento (µ=0,05, 0,15 ou 0,25 h-¹), segundo um planejamento fatorial completo (três fatores, N, OD e µ, em dois níveis) com seis repetições no ponto central. Os ensaios no ponto central serviram para avaliar a significância da curvatura nos modelos estatísticos e a variabilidade do processo. Buscou-se correlacionar a concentração de retamicina com estes fatores, com o diâmetro dos halos de inibição, determinados em testes de atividade biológica e com a morfologia do microrganismo, classificada em hifas, clumps ou pellets. Melhores resultados para a concentração de retamicina foram obtidos para N = 300 rpm e µ = 0,05 h-¹. A análise estatística mostrou que a concentração de oxigênio dissolvido não exerce influência sobre o processo na faixa estudada. Modelos estatísticos foram calculados, por regressão linear múltipla, para correlacionar a concentração celular, de retamicina, os fatores de conversão, a produção e as produtividades com os fatores N, OD e µ em unidades codificadas. A curvatura foi significativa (\'alfa\' = 10%) para a concentração de retamicina. Um modelo fenomenológico relacionando a concentração de retamicina à freqüência de agitação (N) e à velocidade específica de crescimento (µ) em estado estacionário foi determinado: Ret = (1005/N)*exp(-12,79*µ) R² = 0,97. Este modelo foi validado com ensaios além dos previstos no planejamento fatorial e também com os resultados obtidos por Pamboukian (2003). A correlação entre a concentração da retamicina e o diâmetro do halo de inibição (\'fi\'), determinada em testes de atividade biológica, foi: Ret = 0,2889 * \'fi\' - 1,4437 R² = 0,93 ( em mm). Com relação à morfologia, apenas a porcentagem de hifas, em relação a área total, sofreu influência de N, µ e das interações N*µ e N*OD* µ. Um modelo estatístico em unidades não codificadas foi calculado e combinado ao modelo fenomenológico. Este novo modelo considera a adição da porcentagem de clumps à de pellets, formando uma classe denominada de aglomerado (AGL): Ret = [(34 + 100*µ)/(83 - %AGL - 116* µ)] * (exp(-12,79*µ)) R² = 0,95. Foi possível correlacionar a produtividade específica de retamicina à área média dos aglomerados (AM): Pret / Xc = 0,015 * [((AM - 3,75)/AM) + exp(-0,3 * (AM - 3,75)2)] R² = 0,8. Foram testados diferentes corantes para identificar partes viáveis da célula. Apenas o corante BacLight® apresentou bons resultados, porém não foi possível concluir estes estudos por atraso no processo de importação dos filtros de fluorescência. / The aim of this project was to study the production of retamycin in bench-top bioreactors by Streptomyces olindensis ICB20 in continuous cultures in order to evaluate the influence of the agitation rate (N=300, 500 or 700 rpm), the dissolved oxygen concentration (20%, 50% or 80%) and the specific growth rate (µ=0.05, 0.15 or 0.25 h-¹). A full factorial experimental design (three factors, two levels) was used to perform these experiments, including six runs at the central point, to analyse the significance of the curvature of the statistical models and variability of the process. Models to calculate retamycin concentration in function of these factors, growth inhibition diameter, determined by disc diffusion tests and the morphology of the microrganism, grown as filaments, clumps or pellets were investigated. Best results were achieved for retamycin concentration when N = 300 rpm and µ = 0.05 h-¹. Statistical analysis showed no influence of the dissolved oxygen concentration in the range studied. Statistical models were calculated by multiple linear regression for the responses of interest (biomass, reatmycin and glucose concentration, conversion yields and productivities) in function of N, OD and µ in coded units. Curvature was significant (\'alfa\' = 10%) for retamycin concentration. A phenomenological model for retamycin concentration in function of the agitation rate (N) and specific growth rate (µ) in steady state was determined: Ret = (1005/N)*exp(-12.79*µ) R² = 0.97. This model was checked by calculation with data of all runs included in this project and also of some continuous experiments reported by Pamboukian (2003), when 0.05 µ 0.25 h-¹. A correlation between retamycin concentration as a function of the diameter of the growth inhibitory area (\'fi\') was determined (biological activity tests): Ret = 0.2889 * \'fi\' - 1.4437 R² = 0.93, ( in mm). It was not possible to establish a correlation between either clumps or pellets percentage and the factors of the experimental design. Filaments percentage was related to N, µ and the interactions N*µ and N*OD* µ. A statistical model in uncoded units was calculated and combined with the phenomenological model. In this case the percentage of clumps was added to the percentage of pellets; this morphological class was identified as AGL: Ret = [(34 + 100*µ)/(83 - %AGL - 116* µ)] * (exp(-12.79*µ)) R² = 0.95. Another model relating the specific retamycin productivity to the average area of AGL was proposed: Pret / Xc = 0,015 * [((AM - 3.75)/AM) + exp(-0,3 * (AM - 3.75)2)] R² = 0.8. Different dyes were tested to identify non-viable cells. Good results were achieved using BacLight® . Unfortunatelly it was not possible to conclude these experiments due to some delay occurred in the process to import specific fluorescense filters.

Diferentes floculantes ecológicos têm sido estudados na literatura para o tratamento de água. Entre tais substâncias, a quitosana e os taninos têm sido utilizados, regularmente, em diversos trabalhos relacionados ao tratamento de água. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi a obtenção de microesferas de quitosana comercial (QTSc) e tanino extraído da casca de Eucalyptus urograndis (TAN), para a utilização piloto no tratamento de água bruta com baixa turbidez (100-110 NTU). Primeiramente, avaliou-se o grau de desacetilação da quitosana comercial (QTSc) e da quitosana na microesfera (QTSm) para a avaliação da porcentagem de grupamentos aminas livres ou desacetiladas. Em seguida, a quitosana desacetilada foi utilizada como matriz na preparação de microesferas empregando duas concentrações de TAN (5,0 e 7,5 % v/v). O material preparado foi caracterizado por FTIR, DRX, MEV e TGA. Os espectros de FTIR apresentaram aumento da intensidade dos picos à medida que havia aumento de concentração de TAN nas microesferas formadas. Os espectros de DRX apresentaram um material amorfo. As micrografias por MEV mostraram que a interação da QTS com o TAN modifica as características superficiais da microesfera provocando mudanças na superfície. As análises de DTA/TGA mostraram que as microesferas preparadas com 0 e 5% apresentaram três estágios de degradação térmica e dois estágios para QTS/TAN 7,5% mostrando que o material com QTS/TAN 7,5% apresenta resistência térmica diferenciada quando comparado ao QTS/TAN 0 e 5%. As microesferas foram avaliadas em ensaios de coagulação/floculação por Jar test no tratamento de água bruta utilizando planejamento fatorial experimental (23) no qual fatores utilizados os paramentos de massa de coagulante de 10 mg e 25 mg, pH=7,0 e pH=8,0 e tempo de decantação de 15 min e 30 min. Os fatores foram avaliados quanto a porcentagem de remoção de turbidez e cor. Os resultados mostraram-se satisfatórios quanto a remoção de turbidez, com mínimo de 51,52 % e máximo de 76,67 % e remoção de cor com mínimo de 42,86 % e máximo de 66,00 %. Os melhores resultados de % remoção foram obtidos quando foram utilizadas as microesferas de QTS/TAN 5% em pH = 8,0 com tempo de decantação de 30 min e massa de coagulante de 25 mg. Os resultados permitiram avaliar as microesferas de QTS/TAN como materiais promissores no tratamento de água. / Different ecological flocculants have been studied in the literature for treatment of water and wastewater. Among such substances, chitosan and tannins have been used regularly in several works related to water treatment. In this context, the aim of this study was to obtain commercial chitosan microspheres (QTSc) and tannin extracted from barks of Eucalyptus urograndis (TAN) for pilot utilization in the treatment of raw water with low turbidity (100-110 NTU). At first degree of deacetylation of both, commercial chitosan (QTSc) and the chitosan microsphere (QTSm) was verified for assessment of degree of deacetylation of amines. Microspheres were prepared at different concentrations of TAN ranging from 0 - 7.5% v/v and then characterized by FTIR, XRD, SEM and DTA/TGA. FTIR showed an increase of peak intensity as increased the concentration of the TAN microspheres formed. XRD presented an amorphous material. SEM micrographs allowed verifying the interaction of chitosan and tannin in the modification of the surface. Analyses of DTA/TGA showed that chitosan microspheres CTS/TAN 0% and 5% exhibited three stages of thermal degradation and two stages were observed for 7.5% CTS/TAN, allowed to conclude that CTS/TAN 7.5% has lower heat resistance compared to CTS/TAN 0 and 5%. The microspheres were evaluated in terms of coagulation/ flocculation assays by Jar test using an experimental factorial design (23). The coagulant mass of 10 mg and 25 mg, pH = 7.0 and pH = 8.0 and settling time of 15 min and 30 min were used as main factors. The factors were assessed for percentage removal of turbidity and color, which gave satisfactory results in the removal of turbidity with a minimum at 51.52% and a maximum at 76.67% and color removal with a minimum at 42.86% and maximum at 66.00%. The best results of were obtained using microspheres CTS/TAN 5% at pH 8.0 and settling time of 30 min and 25 mg of coagulant. Microspheres of CTS/TAN are promising in the treatment of water, but additional studies are necessary for searching the better conditions/results for water treatment.

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:41:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PatriciaMFS_DISSERT.pdf: 2351084 bytes, checksum: 3084e21b3350befdebe1abcad298bc5a (MD5) Previous issue date: 2010-02-23 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / Polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs) constitute a family of compounds characterized by having two or more condensed aromatic rings and for being a class of substances that are widely distributed in the environment as a complex mixture, being very persistent in the environment due to its low solubility in water. The application of chemometric methods to analytical chemistry has provided excellent results in studying the solubility of PAHs in aqueous media in order to understand the mechanisms involved in environmental contamination. The method consists in analyzing the solubilization of PAHs from diesel oil in water varying parameters such as stirring time, volume of oil added and pH, using a full factorial design of two levels and three factors. PAHs were extracted with n-hexane and analyzed by fluorescence spectroscopy because they have molecular characteristics fluorescent due to the large number of condensed rings and links, and gas chromatography coupled to a mass spectrometer (GC-MS). The results of fluorescence analysis showed that only the stirring time and pH influenced the solubility of PAHs in diesel fuel. How is a non-selective technique for the study of fluorescence was performed on form and semi-quantitative. And for the chromatographic analysis the results showed that the solubility of the different PAHs is influenced differently so that you can classify them into groups by the results of the effects / Os hidrocarbonetos polic?clicos arom?ticos (HPAs) constituem uma fam?lia de compostos caracterizada por possu?rem dois ou mais an?is arom?ticos condensados e por ser uma classe de subst?ncias que est?o amplamente distribu?das no ambiente como uma mistura complexa, sendo bastante persistentes no ambiente devido a sua baixa solubilidade em ?gua. A aplica??o de m?todos quimiom?tricos ? qu?mica anal?tica vem proporcionando excelentes resultados no estudo da solubilidade de HPAs em meio aquoso, no sentido de entender os mecanismos envolvidos na contamina??o do ambiente. O m?todo consiste na an?lise da solubiliza??o dos HPAs de ?leo diesel em ?gua variando par?metros como tempo de agita??o, volume de ?leo adicionado e pH, atrav?s de um planejamento fatorial completo de dois n?veis e tr?s fatores. Os HPAs foram extra?dos com n-hexano e analisados atrav?s da espectroscopia de fluoresc?ncia molecular por possu?rem caracter?sticas fluorescentes devido ao grande n?mero de an?is condensados e liga??es conjugadas e cromatografia gasosa acoplada a um espectr?metro de massa (CG-EM). Os resultados da an?lise por fluoresc?ncia mostraram que, apenas o tempo de agita??o e o pH influenciaram no processo de solubiliza??o dos HPAs presentes no ?leo diesel. Como ? uma t?cnica n?o seletiva o estudo por fluoresc?ncia foi realizado de forma relativa e semi-quantitativa. E para a an?lise cromatogr?fica os resultados mostraram que a solubilidade dos diferentes HPAs ? influenciada de forma diferenciada de modo que ? poss?vel classific?-los em grupos atrav?s dos resultados dos efeitos

Este trabalho de mestrado teve como objetivo realizar a validação formal para quatro métodos de medição do Laboratório de Ativação Neutrônica (LAN) do IPEN - CNEN/SP por Análise por Ativação com Nêutrons Instrumental (INAA). Os mensurandos foram a concentração total de As em tecido de mexilhão (método-BIO-1), a concentração total de Co, Cr, Fe, Rb, Sc, Se e Zn em tecido de mexilhão (método-BIO-2), a concentração total de As e Sb em sedimento marinho (método-GEO-1) e a concentração total Co, Cr, Fe, Sc e Zn em sedimento marinho (método-GEO-2). Em um primeiro momento, foi realizado um estudo univariado para investigar a influência causada ao resultado final em diferentes configurações no preparo dos padrões sintéticos e no tempo de medição da atividade do mensurando no padrão sintético. Outras variáveis, como o tempo de medição da atividade do mensurando na amostra, distância entre amostra e detector e tempo de decaimento para medição da amostra foram estudadas em um processo multivariado, por meio da realização de um Planejamento Fatorial 23 completo (DOE). Os parâmetros de desempenho estudados para a validação dos métodos de medição em INAA foram: seletividade, exatidão (precisão e veracidade), linearidade, faixa de trabalho, seletividade, limite de detecção, limite de quantificação, robustez e incerteza de medição. Os métodos foram validados de acordo com as recomendações do Guia de validação do INMETRO DOQ-CGCRE-008. A estimativa das fontes de incertezas foi realizada de acordo com as recomendações do Guia para a expressão da incerteza de medição (ISO GUM) com o uso do método simulado. / The objective of this study was the validation of four measurement methods by Instrumental Neutron Activation Analysis (INAA) at the Neutron Activation Laboratory (LAN) of IPEN - CNEN/SP. The measurands were: mass fraction of As in biological matrix sample (método-BIO-1), mass fraction of Co, Cr, Fe, Rb, Sc, Se and Zn in biological matrix sample (método-BIO-2), mass fraction of As and Sb in geological matrix sample (método-GEO-1) and mass fraction of Co, Cr, Fe, Sc and Zn in geological matrix sample (método-GEO-2). First, a univariate method optimization was performed to investigate the influence of the the preparation of synthetic standard (monoelemental standard and/or multielemental standard) and standard measurement times. In a second step, a multivariate method optimization was carried to verify the influence of sample measurement time, sample decay time and sample distance to detector by means of a 23 full factorial design (DOE). Investigated method performance characteristics were: selectivity, accuracy (trueness and precision), linearity, work range, selectivity, limit of detection, limit of quantification, robustness and measurement uncertainty. The methods were validated according to recommendations of INMETRO DOQ-CGCRE-008 Validation Guide. The estimate of uncertainty sources was carried out according to recommendations of Guide to the expression of uncertainty in measurement (ISO GUM) using the simulated method.

Polímeros e copolímeros hidrossolúveis a base de acrilamida e seus derivados são sintetizados e aplicados principalmente como floculantes, auxiliando na remoção de sólidos finos presentes em águas residuais e industriais. As poliacrilamidas, como são assim chamadas, podem se apresentar em sua forma neutra ou contendo diferentes cargas iônicas (positivas ou negativas) em sua composição em função do tipo de aplicação específica. As poliacrilamidas são sintetizadas, em sua grande maioria, através de emulsões inversas via polimerização radicalar, visando à elevada massa molar do polímero formado. A formulação da poliacrilamida catiônica com fração molar de 0,6 do comonômero iônico foi otimizada através de planejamento fatorial experimental, variando-se os principais fatores de processo: concentração do pacote de surfactante para formação da emulsão inversa, tempo de micronização, concentração de VISCOPLEX® e concentração de ácido graxo. Com base nos resultados obtidos a partir do primeiro planejamento, foram estudadas as seguintes variáveis: HLB do sistema de surfactantes e a troca dos surfactantes monoméricos por surfactantes poliméricos. A otimização da formulação levou em conta principalmente o custo-benefício para produção e comercialização em escala industrial. O fator micronização foi elevado em seu máximo e os fatores VISCOPLEX® e ácido graxo foram excluídos da formulação, após conclusão dos estudos. A troca dos surfactantes monoméricos por poliméricos foi vantajosa devido ao ganho de qualidade do produto final, mesmo com maior custo de implementação. Para minimizar os custos de formulação o fator HLB foi utilizado em seu máximo, onde houve incremento do ALKONAT® L 50 para formação da emulsão inversa. / Acrylamide based hydrosoluble polymers and copolymers and their derivatives are synthesized and mainly applied as flocculants, assisting removal of fine solids present in wastewater and industrial wastewater. Polyacrylamides may be present in their neutral form or with different ionic charges (positive or negative) in their composition depending on the type of specific application. Polyacrylamides are synthesized, mostly by inverse emulsions using radical polymerization, aiming polymers with high molecular weight. Cationic polyacrylamide formulation with 0.6 mole fraction of the ionic comonomer was optimized through design of experiments (DOE), varying the major process factors: surfactant package concentration to form inverse emulsion, micronization time, VISCOPLEX® concentration and fatty acid concentration. Based on the responses from the first DOE, a second DOE was performed, where the variables surfactant system HLB and the exchange of monomeric surfactant by polymeric surfactants were investigated. The formulation optimization considered mainly cost-effective production and industrial scale. The micronization factor was set at its maximum and VISCOPLEX® and fatty acid factors were excluded from the formulation, after conclusion of studies. Exchanging monomeric surfactants by polymeric surfactants led to a final product with higher quality, even considering a higher implementation cost. In order to minimize formulation costs HLB factor was used at its maximum, increasing the content of ALKONAT® L50 to form the inverse emulsion.

Este trabalho realizou o estudo do comportamento de misturas de solo arenoso e argila, estabilizado quimicamente com cimento, para aplicação em barreiras de proteção ambiental. A proposta essencial foi a utilização de um solo arenoso, proveniente da Formação Botucatu, presente em vastas áreas do território brasileiro e através de um processo de alteração, torná-lo apto à utilização em barreiras de proteção ambiental. O projeto e análise de experimentos foram realizados através da técnica de planejamento fatorial 23 composto. Foram consideradas três variáveis independentes: teor de umidade (w), porcentagem de cimento (C) e quantidade de argila (A), variando em dois níveis cada. Foi utilizado cimento Portland CP II-Z 32 e argila bentonita sódica comercial. Foram avaliados os comportamentos de fluxo e transporte de água e contamintante (KCl), realizados através de ensaios de percolação em coluna e com permeâmetros de parede rígida com carga constante e ensaios de equilíbrio em lote. Foram avaliados os parâmetros de resistência do solo com os ensaios de resistência à compressão simples (RCS) e cisalhamento direto (CD). Também foram avaliados os comportamentos de expansão e contração das misturas. Foram realizados ensaios de porosimetria por intrusão de mercúrio para verificar a alteração microestrutural das misturas. Após realização dos ensaios, as analises estatísticas permitiram avaliar os efeitos das variáveis independentes sobre as propriedades das misturas. Os fatores w, C e A se mostraram adequados para descrever o comportamento das propriedades avaliadas das misturas. Os parâmetros de fluxo e transporte se mostraram adequados para a finalidade do material. As misturas solo-cimento-argila apresentaram ganho elevado de resistência e comportamento mais estável frente a contração quando comparadas as misturas solo-argila. Foi empregado o método de superfície de respostas para interpretar o comportamento e identificar a tendência de alteração das propriedades. Com o procedimento proposto foi possível avaliar a influência dos fatores e descrever as alterações causadas pelas misturas com cimento e argila. / In this research the behavior of sandy soil and clay mixtures, chemically stabilized with cement, for application in environmental protection barriers was determined. The essential proposal was to use of a sandy soil, from Botucatu Formation, present in vast areas of the Brazilian territory and through an alteration process, make it suitable for use in environmental protection barriers. The design and analysis of experiments were performed using the 23 factorial composite technique. Three independent variables were considered: moisture content (w), percentage of cement (C) and amount of clay (A), varying in two levels each. Portland cement CP II-Z 32 and commercial sodium bentonite clay were used. Flow and transport behavior of water and contaminant (KCl) were evaluated through column percolation tests and with rigid wall permeameters with constant load and batch equilibrium tests. The soil resistance parameters were tested with the simple compression strength (RCS) and direct shear test (CD). The expansion and contraction behavior of the mixtures were also evaluated. Mercury intrusion porosimetry tests were performed to verify the microstructural alteration of the mixtures. After the statistical analysis, it was possible to evaluate the effects of the independent variables on the properties of the mixtures. The moisture, cement and clay contents were adequate to describe the behavior of the evaluated properties of the mixtures. The flow and transport parameters were adequate for the purpose of the material. The soil-cement-clay mixtures presented a high gain of resistance and a more stable behavior against contraction when compared to soil-clay mixtures. The response surface method was used to interpret the behavior and to identify the tendency of the properties. With the proposed procedure it was possible to evaluate the influence of the factors and to describe the changes caused by the mixtures with cement and clay.

Made available in DSpace on 2014-12-17T14:07:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 PatriciaNM_DISSERT.pdf: 6134806 bytes, checksum: 48ee86ee041e8aea24a2f38fd4fbf43a (MD5) Previous issue date: 2013-03-01 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior / Synthetic inorganic pigments are the most widely used in ceramic applications because they have excellent chemical and thermal stability and also, in general, a lower toxicity to man and to the environment. In the present work, the ceramic black pigment CoFe2O4 was synthesized by the polymerization Complex method (MPC) in order to form a material with good chemical homogeneity. Aiming to optimize the process of getting the pigment through the MPC was used a fractional factorial design 2(5-2), with resolution III. The factors studied in mathematical models were: citric acid concentration, the pyrolysis time, temperature, time and rate of calcination. The response surfaces using the software statistica 7.0. The powders were characterized by thermal analysis (TG/DSC), x-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM) and spectroscopy in the UV-visible. Based on the results, there was the formation of phase cobalt ferrite (CoFe2O4) with spinel structure. The color of the pigments obtained showed dark shades, from black to gray. The model chosen was appropriate since proved to be adjusted and predictive. Planning also showed that all factors were significant, with a confidence level of 95% / Os pigmentos inorg?nicos sint?ticos s?o os mais utilizados em aplica??es cer?micas por apresentarem uma excelente estabilidade qu?mica e t?rmica e tamb?m, em geral, uma menor toxicidade para o homem e para o meio ambiente. No presente trabalho, o pigmento cer?mico preto CoFe2O4 foi sintetizado pelo M?todo de Polimeriza??o de Complexos (MPC) visando a forma??o de um material com boa homogeneidade qu?mica. Com o objetivo de otimizar o processo de obten??o do pigmento atrav?s do MPC foi utilizado um planejamento fatorial fracionado 2(5-2), com resolu??o III. Os fatores estudados na modelagem matem?tica foram: concentra??o de ?cido c?trico, tempo de pir?lise, temperatura, tempo e taxa de calcina??o. As superf?cies de resposta utilizando o programa statistica 7.0. Os p?s obtidos foram caracterizados atrav?s de an?lises t?rmicas (TG/DSC), difra??o de raios-x (DRX), microscopia eletr?nica de varredura (MEV) e espectroscopia na regi?o do UV-vis?vel. Com base nos resultados, foi verificada a forma??o da fase ferrita de cobalto (CoFe2O4) com estrutura espin?lio. A cor dos pigmentos obtidos apresentou tonalidades escuras, do preto ao cinza. O modelo escolhido foi adequado, visto que mostrou-se ajustado e preditivo. O planejamento tamb?m mostrou que todos os fatores foram significativos, com n?vel de confian?a em 95%

Submitted by Emanuel Varela Cardoso (emanuel.varela@ufcg.edu.br) on 2018-06-15T19:15:40Z No. of bitstreams: 1 MAGNA SILMARA DE OLIVEIRA ARAÚJO – DISSERTAÇÃO (PPG-CEMat) 2016.pdf: 3448861 bytes, checksum: b9341836ea322c6702a8fe974682fc68 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-06-15T19:15:40Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MAGNA SILMARA DE OLIVEIRA ARAÚJO – DISSERTAÇÃO (PPG-CEMat) 2016.pdf: 3448861 bytes, checksum: b9341836ea322c6702a8fe974682fc68 (MD5) Previous issue date: 2016-08-18 / Capes / As Ligas com Memória de Forma (LMF) pertencem a uma classe de ligas metálicas que possuem características funcionais únicas de Efeito Memória de Forma (EMF) e Superelasticidade (SE). As LMF do sistema Ni-Ti são as mais difundidas no mercado e podem ser encontradas em diversas aplicações que abrangem, principalmente, os campos de medicina e odontologia. No entanto, muitas destas aplicações acontece sob solicitações cíclicas ou variáveis, o que torna imprescindível o estudo da vida em fadiga destes tipos de materiais. Diante disto, o presente trabalho tem como objetivo analisar o comportamento em fadiga de fios superelásticos de LMF Ni-Ti com seção transversal circular e retangular, submetidos a ensaios dinâmicos em modo de flexão simples (Single Cantilever) utilizando um equipamento de Análise DinâmicoMecânica (DMA - Dynamic Mechanical Analysis). A vida em fadiga dos fios Ni-Ti foi avaliada por meio do número de ciclos até a ruptura em função das amplitudes de deformação aplicadas durante o processo de ciclagem mecânica. Adicionalmente, a fadiga funcional foi avaliada por meio do acompanhamento da evolução da força aplicada em função do número de ciclos para diferentes amplitudes de deformação (0,7; 1,0; 1,3 e 1,6%) e níveis diferentes de frequê ncia de carregamento (0,5 e 1,0Hz). A influência simultânea da amplitude de deformação e frequência de carregamento sob a vida em fadiga dos fios foi avaliada através de um Planejamento Fatorial. Observou-se, em geral, que a força sofre um leve aumento, de aproximadamente 5%, durante os primeiros ciclos, tendendo a se estabilizar e permanecendo praticamente constante até iniciar um decaimento devido ao processo de ruptura cíclica. Constatou-se também, através das curvas de Wöhler, que o fio de seção circular possui uma vida em fadiga superior àquela do fio de seção retangular. O Planejamento fatorial utilizado permitiu a obtenção de modelos estatísticos significativos e bem ajustados. Além disso, o número de ciclos até a fratura dos fios Ni-Ti depende de forma direta da amplitude de deformação cíclica e da frequência de ensaio, situando-se na faixa de 103 a 105 ciclos, caracterizando uma fadiga de baixo ciclo. / Shape Memory Alloys (SMA) belong to a class of metallic alloys that have unique functional characteristics: Shape Memory Effect (SME) and Superelasticity (SE). The Ni-Ti SMA system are the most widespread in the market and can be found in diverse applications covering mainly medical and odontology. However, many of these applications takes place under cyclic or variables loads, which makes it necessary to study the fatigue life of these materials. Therefore, the present study aims to analyze the fatigue behavior of Ni-Ti SMA superelastic wires with circular and rectangular, cross sections subjected to dynamic tests in simple bending mode (Single Cantilever) using a Dynamic Mechanical Analysis (DMA) equipment. The fatigue life of the Ni-Ti wires was evaluated by the number of cycles until break as a function of applied strain amplitudes during the mechanical cycling process. In addition, functional fatigue was assessed by monitoring the evolution of the applied force on the number of cycles for different deformation amplitudes (0.7, 1.0, 1.3 and 1.6%) and different levels of frequency loading (0.5 and 1.0Hz). The simultaneous influence of strain amplitude and frequency on fatigue life of the wires was assessed through a factorial design. It was observed generally that the strength under goes a slight increase of approximately 5% during the first cycles, tending to stabilize and remained virtually constant until starting a cyclic decay due to rupture process. It was also observed by means of Wöhler curves, that circular section wires has a higher fatigue life to that of the rectangular wires. The factorial design used allowed to obtain significant statistical models, predictive and well adjusted. Furthermore, the number of cycles to failure of the Ni-Ti wires depends directly of the cyclic strain amplitude and frequency of testing, to stand in the range 103 -105 cycles, characterizing a low cycle fatigue.

Submitted by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2014-09-17T15:13:51Z No. of bitstreams: 1 Fabio Neves Dissertação.pdf: 1617814 bytes, checksum: 880cf6fc37213ab6dcd60cf882b1ffb3 (MD5) / Approved for entry into archive by Fatima Cleômenis Botelho Maria (botelho@ufba.br) on 2014-09-19T12:31:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Fabio Neves Dissertação.pdf: 1617814 bytes, checksum: 880cf6fc37213ab6dcd60cf882b1ffb3 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-09-19T12:31:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fabio Neves Dissertação.pdf: 1617814 bytes, checksum: 880cf6fc37213ab6dcd60cf882b1ffb3 (MD5) / O monômero cloreto de vinila (MVC) é a principal matéria-prima utilizada na produção do Policloreto de vinila (PVC). Sendo assim, o controle da pureza do MVC é fundamental para o controle da reação de polimerização, bem como para as propriedades do PVC, visto que alguns contaminantes orgânicos reagem como co-monômeros. Portanto, faz-se necessário o desenvolvimento de metodologias para identificação das substâncias presentes como contaminantes do MVC. Neste trabalho, foram desenvolvidos métodos de identificação dos contaminantes, baseados na sua pré-concentração por adsorção em Tenax-TA e Tenax- TA/Carboxen1000/CarbosieveSIII, seguidos de dessorção térmica e análise por cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (TD-GC-MS). A otimização desses métodos foi realizada utilizando-se planejamento fatorial de experimentos completo e fracionário. Os métodos otimizados foram utilizados na identificação dos contaminantes do MVC nas etapas do processo de obtenção, armazenamento e recuperação do monômero, correspondendo a quatro pontos distintos de coleta das amostras. Foram identificadas ao todo dezenove substâncias dentre as quais hidrocarbonetos alifáticos e aromáticos, organoclorados, alcoóis, fenóis e fenonas. Destas, doze estavam presentes no MVC virgem, treze no MVC da esfera de armazenamento, doze no MVC da entrada dos reatores de polimerização e dezesseis no MVC recuperado. Os contaminantes presentes com as maiores concentrações relativas nos diferentes pontos foram estireno, aromático C6, tolueno, naftaleno, 1-octanol e 1,3- butadieno. Destes, estireno e 1,3-butadieno tem sido relatados na literatura como sendo fortes inibidores de polimerização para o MVC. Através da análise de componentes principais foi possível comprovar que há diferenças nas características do MVC, a depender do ponto do processo de onde ele é captado. Além disso, foi possível classificar as amostras de MVC, provenientes de diferentes pontos do processo, em três agrupamentos distintos, bem como identificar em cada agrupamento os principais contaminantes responsáveis pelas diferenciações. Considerando que o controle da pureza do monômero é fundamental para a qualidade do PVC, estes resultados demonstram a importância de realizar experimentos em escala de laboratório com o MVC proveniente de cada ponto, a fim de verificar a influência dos seus contaminantes característicos sobre as propriedades do PVC produzido. Com essas informações será possível buscar estratégias para a eliminação ou redução dos principais contaminantes responsáveis pelas alterações nas propriedades do produto final. / The Vinyl Chloride Monomer (MVC) is the main raw material used in the production of Poly (Vinyl Chloride) (PVC). Thus, the control of MVC purity is essential to control polymerization reaction, as well as the properties of PVC, since some organic contaminants react as co-monomers. Therefore, it is necessary to develop methodologies for the identification of substances as contaminants MVC. In this work, we developed methods for identifying contaminants, based on your pre- concentration by adsorption on Tenax-TA and Tenax- TA/Carboxen1000/CarbosieveSIII, followed by thermal desorption and analysis by Gas Chromatography-Mass Spectrometry (TD-GC-MS). The optimization of these methods was performed using full factorial design of experiments and fractional. The optimized methods were used in the identification of contaminants in the MVC stages of acquisition, storage and retrieval of the monomer, corresponding to four distinct points of sample collection. We identified a total of nineteen substances among which aliphatic and aromatic hydrocarbons, organochlorine, alcohols, phenols and fenonas. Of these, twelve were present in virgin MVC, MVC thirteen in the storage sphere, twelve in MVC input of polymerization reactors and sixteen in MVC recovered. Contaminants with higher relative concentrations in different points were styrene, benzene, toluene, naphthalene, 1-octanol and 1,3-butadiene. Of these, 1,3-butadiene and styrene have been reported in the literature as strong polymerization inhibitors for MVC. Through Principal Component Analysis was possible to prove that there are differences in the characteristics of the MVC, depending on the point in the process where it is captured. Moreover, it was possible to classify the samples MVC from different points of the process in three distinct clusters and identify each cluster major contaminants responsible for differentiation. Whereas the control of the purity of the monomer is critical to the quality of the PVC, these results demonstrate the importance of conducting experiments on a laboratory scale with the MVC from each point, in order to check the influence of its contaminants on the characteristic properties of PVC produced. With this information you can find strategies for elimination or reduction of major pollutants responsible for changes in the properties of the final product.

Submitted by Maria Medeiros (maria.dilva1@ufcg.edu.br) on 2018-10-05T17:08:43Z No. of bitstreams: 1 FLÁVIA CRISTINA DOS SANTOS LIMA - TESE (PPGEP) 2013.pdf: 7673702 bytes, checksum: df6fc75de6798e4e29b04c58f5bd63f6 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-05T17:08:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FLÁVIA CRISTINA DOS SANTOS LIMA - TESE (PPGEP) 2013.pdf: 7673702 bytes, checksum: df6fc75de6798e4e29b04c58f5bd63f6 (MD5) Previous issue date: 2013-06-14 / Com este trabalho objetivou-se estudar e definir as melhores condições para produção de xilitol utilizando o licor da pré-hidrólise ácida do bagaço do pedúnculo do caju. O bagaço do pedúnculo do caju obtido foi lavado, secado a 55 ºC, moído e peneirado (48 mesh); só então foi caracterizado e submetido a pré-hidrólise ácida utilizando-se H2SO4 a 3%, razão 1:6, por 1 hora. A caracterização da composição lignocelulósica revelou a presença de 18,31 ± 0,071% de celulose, hemicelulose 27,18 ± 0,01% e lignina 23,91 ± 0,02% e, após a pré-hidrólise ácida, 31,50 ± 0,02, 19,30 ± 0,09 e 32,21 ± 0,57% de celulose, hemicelulose e lignina, respectivamente. Após a realização da pré-hidrólise o licor foi submetido ao processo de remoção por lignina residual para eliminação dos compostos tóxicos ao metabolismo microbiano, de acordo com o planejamento experimental fatorial 23 com três repetições no ponto central; as melhores condições de remoção foram pH e tempo de contato em 4 e 20 min, respectivamente, e massa de lignina residual 0,65 g, obtendo-se uma remoção de 15% de xilose, 20% de glicose, 100% de hidroximetilfurfural e 100% de furfural. Um planejamento fatorial 24 com três repetições no ponto central foi utilizado para verificar a influência das concentrações de sulfato de amônio, cloreto de cálcio, farelo de arroz e do pH meio de fermentação sobre a concentração final de xilitol, produtividade volumétrica em xilitol, eficiência e o fator de conversão de xilose em xilitol. Os ensaios fermentativos foram realizados utilizando-se a levedura Candida guilliermondii CCT 3544, em frascos de erlenmeyer com 50 mL do meio, agitados a 200 rpm, 28 °C de 0 a 96 h. De acordo com os resultados a concentração de cloreto de cálcio e o pH influenciaram significativamente a bioconversão de xilose em xilitol. A análise geral dos resultados levou à conclusão de que 1 g/L de sulfato de amônio, 0,5 g/L de cloreto de cálcio, 5 g/L de farelo de arroz e o pH 4, representam a composição do meio mais adequada para a produção de xilitol no licor pré-hidrolisado do bagaço do pedúnculo de caju. Após a obtenção das melhores condições de cultivo e adsorção foi realizado um ensaio fermentativo em intervalos de tempo 0, 12, 24, 36 e 48 h em frascos de erlenmeyer com capacidade de 250 mL, ampliação de escala em 3 vezes, contendo 150 mL do meio in natura, concentrado e concentrado/tratado, com concentração inicial de células 107 células/mL. De acordo com os resultados, o licor tratado/concentrado representa o meio mais adequado para fermentação com maior concentração celular, 56,4 x 106 células/mL, em 36 h, e produção de xilitol de 3000,14 mg/L, resultando em uma produtividade de 0,063 g/L h com rendimento de bioconversão de 74,47% e eficiência de 81,21%, ao final de 48 h. / This work aimed to study and define the best conditions for xylitol production using liquor acid prehydrolysis of cashew bagasse. The cashew bagasse obtained was washed, dried at 55 ° C, milled and sieved (48 mesh); only then it was characterized and subjected to acid prehydrolysis using H2SO4 at 3%, 1:6 ratio, for 1 hour. The characterization of the lignocellulosic revealed the presence of 18.31 ± 0.071% of cellulose, hemicellulose 27.18 ± 0.01% and lignin 23.91 ± 0.02% and after acid prehydrolysis 31.50 ± 0.02, 19.30 ± 0.09 and 32.21 ± 0.57% cellulose, hemicellulose and lignin, respectively. Upon completion of the prehydrolysis, the liquor was subjected to the removal process by residual lignin for disposal of toxic compounds to microbial metabolism, according to the 23 experimental factorial planning with three replications at the central point, and the best conditions of removal, pH and contact time at 4 and 20 min, respectively and mass of 0.65 g residual lignin, obtaining a removal of 15% of xylose, 20% glucose, 100% hydroxymethylfurfural and 100% furfural. A 24 factorial planning with three replications at the central point was used to verify the influence of the concentrations of ammonium sulfate, calcium chloride, rice bran and pH the fermentation medium about the final concentration of xylitol, xylitol volumetric productivity, efficiency and the conversion factor of xylose to xylitol. The fermentation trials were carried out using the Candida guilliermondii CCT 3544 yeast in erlenmeyer flasks with 50mL of the medium, agitated at 200 rpm, 28 °C from 0 to 96 h. According to the results the concentration of calcium chloride and pH has significantly influenced the bioconversion of xylose to xylitol. The general analysis of the results led to the conclusion that 1 g/L of ammonium sulfate, 0.5 g L calcium chloride, 5 g/L of rice bran and pH 4 represent the most suitable composition of the medium for xylitol production in prehydrolyzed liquor of the cashew apple bagasse. After obtaining the best conditions of cultivation and adsorption was carried out a trial fermentation in time intervals 0, 12, 24, 36 and 48 h in erlenmeyer flasks with a capacity of 250 mL, scale application - 3 times, containing 150 mL of the medium in natura, concentrated and concentrate/treated with initial cell concentration of 107 cells/mL. According to the results the treated/concentrated liquor represents the most suitable way for fermentation, with a higher cell concentration, 56.4 x 106 cells/ mL in 36 h and xylitol production of 3000.14 mg/L, resulting in a productivity of 0.063 g/L h with a bioconversion yield of 74.47% and 81.21% efficiency at the end of 48 hours.