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Desenvolvimento da metodologia para realizar a qualificação de performance do biorreator utilizado para produção de toxina diftérica. / Development of the bioreactor performance qualification methodology to be use in the diphtheria toxin production.Ferreira, Adriano Alves 08 November 2013 (has links)
A Qualificação de Performance (QP) é requisito das Boas Práticas de Fabricação e consiste de uma documentação de todas as atividades envolvidas para produzir um produto específico, neste caso, a toxina diftérica. O objetivo é garantir que as especificações do produto atendam aos resultados das análises de rotina. O Instituto Butantan introduziu um biorreator para ser utilizado nesta produção e a QP foi considerada e desenvolvida. Análises da temperatura e pressão foram realizadas durante três ciclos de esterilização. Sensores de temperatura e indicadores biológicos foram previamente distribuídos no equipamento considerando pontos críticos pré-observados. Os resultados da curva de temperatura e pressão validaram o equipamento. Três ciclos de crescimento de C. diphtheriae foram realizados e monitorados. Os resultados da DO ou turbidez medidos tanto por um espectrofotometro convencional como por um sensor de biomassa on line mostraram títulos da toxina já a partir de 48 horas (teste de floculação). A toxina foi caracterizada bioquimicamente. / Performance qualification (PQ) is requisite of the Good Manufacturing Practices and consists on complete documentation of all activities involved to produce a specific product, in this case, the diphtheria toxin. The goal is to ascertain all product specifications that were determined by its routine analysis. Instituto Butantan introduced a bioreactor to be use in the diphtheria toxin production and the PQ must be considered and developed. Analysis of the temperature and the pressure were performed during three sterilization cycles. Temperature sensors and biological indicators where previously distributed in the equipment, considering critical pre-observed points. The temperature and pressure curve results validated the equipment. Three C. diphtheriae growth cycles were performed and monitored. The optical density (OD) or turbidity results measured either by one conventional spectrophotometer and/or by one on line biomass sensor showed toxin titers after 48 hours of the harvesting (flocculation test). The toxin was biochemically characterized.
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Identificação nebulosa da concentração de oxigênio dissolvido do tanque de aeração de uma estação de tratamento de esgotos por lodos ativados.Rocha, Alexandre Magno Parente da 13 February 2003 (has links)
As estações de tratamento de esgotos por lodos ativados são caracterizadas por modelos cinéticos de comportamento não linear de difícil parametrização. A utilização de técnicas de identificação paramétricas para a modelagem de tais estações produz modelos com parâmetros sem significado operacional e variantes no tempo. Por outro lado, a lógica nebulosa permite ao usuário de modelos baseados em tal técnica uma parametrização mais próxima do raciocínio humano. A facilidade da parametrização nebulosa reside na atribuição de valores lingüísticos às variáveis de entrada do modelo. Esta dissertação utiliza técnicas de modelagem nebulosa, como ANFIS e regras limitadas, para identificar o comportamento da concentração de oxigênio dissolvido do tanque de aeração do benchmark de uma planta de tratamento de esgotos por lodos ativados com remoção de nitrogênio. / Activated sludge wastewater treatment plants are characterized by kinetic models of highly nonlinear behavior, whose time varying parameters are very difficult to calibrate. The use of parametric identification techniques to build models of such plants results in models with parameters without operational meaning. Alternatively, the fuzzy logic enables users of models, which are based on this technique, a parametrization similar to human reasoning. The simplicity of the fuzzy logic consists of the attribution of linguistic labels to the model input variables. This dissertation uses fuzzy logic techniques, such as ANFIS and limited rules, to identify the behavior of the dissolved oxigen in the aeration tank of a benchmark activated sludge wastewater treatment plant, with nitrogen removal.
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Estudo da capacidade de sorção de cobre por Pseudomonas putida sp. em reator. / Study of Pseudomonas putida sp. copper sorption capacity in bioreactor.Oishi, Bruno Oliva 31 October 2014 (has links)
Bactérias aclimatadas a cobre foram isoladas a partir de amostras de solo e água coletadas na região da Mina de Sossego (Vale, Carajás, PA). Pseudomonas putida sp. foi escolhida, pois, apresentou a maior capacidade sortiva de Cu2+, Q = 40 mg/g. O cultivo em regime de batelada, meio mineral, com glicerol como fonte de carbono, resultou fator de conversão de glicerol a células, YX/S, de 0,49 g/g e velocidade específica máxima de crescimento, mmax, de 0,11 h-1. Alta concentração celular, 90 g/L, foi alcançada em cultivos em regime de batelada alimentada. Promoveu-se sorção de cobre pelas células, por meio de adição contínua ou em pulsos, de solução de CuSO4. A maior sorção específica de cobre, Q, de 30 (mg de Cu2+/g de células), foi verificada na adição por pulsos. Fotos de MET da bactéria na ausência e presença de Cu2+ mostram acúmulo de cobre na membrana e internamente, caracterizando biossorção e bioacumulação. / Bacteria acclimated to copper were isolated from soil and water samples collected in Mina de Sossego (Vale, Carajás, PA). Pseudomonas putida sp. was chosen as it had the highest sorptive capacity for Cu2+, Q = 40 mg/g. The fed-batch culture in mineral medium with glycerol as the carbon source resulted in a glycerol-to-cell conversion factor, YX/S of 0.49 g/g and maximum specific growth rate, mmax of 0.11 h-1. High cell concentration, 90 g/L, was achieved in cultures in fed-batch regimen. Cooper sorption by cells was promoted, by continuous or pulse addition of CuSO4 solution. The highest specific copper sorption, Q, 30 (mg Cu+2/g of cells) was seen with the addition by pulses. TEM photos of the bacteria in the absence and presence of Cu+2 show copper accumulation in the membrane and internally, featuring biosorption and bioaccumulation.
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Identificação nebulosa da concentração de oxigênio dissolvido do tanque de aeração de uma estação de tratamento de esgotos por lodos ativados.Alexandre Magno Parente da Rocha 13 February 2003 (has links)
As estações de tratamento de esgotos por lodos ativados são caracterizadas por modelos cinéticos de comportamento não linear de difícil parametrização. A utilização de técnicas de identificação paramétricas para a modelagem de tais estações produz modelos com parâmetros sem significado operacional e variantes no tempo. Por outro lado, a lógica nebulosa permite ao usuário de modelos baseados em tal técnica uma parametrização mais próxima do raciocínio humano. A facilidade da parametrização nebulosa reside na atribuição de valores lingüísticos às variáveis de entrada do modelo. Esta dissertação utiliza técnicas de modelagem nebulosa, como ANFIS e regras limitadas, para identificar o comportamento da concentração de oxigênio dissolvido do tanque de aeração do benchmark de uma planta de tratamento de esgotos por lodos ativados com remoção de nitrogênio. / Activated sludge wastewater treatment plants are characterized by kinetic models of highly nonlinear behavior, whose time varying parameters are very difficult to calibrate. The use of parametric identification techniques to build models of such plants results in models with parameters without operational meaning. Alternatively, the fuzzy logic enables users of models, which are based on this technique, a parametrization similar to human reasoning. The simplicity of the fuzzy logic consists of the attribution of linguistic labels to the model input variables. This dissertation uses fuzzy logic techniques, such as ANFIS and limited rules, to identify the behavior of the dissolved oxigen in the aeration tank of a benchmark activated sludge wastewater treatment plant, with nitrogen removal.
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Estudo da capacidade de sorção de cobre por Pseudomonas putida sp. em reator. / Study of Pseudomonas putida sp. copper sorption capacity in bioreactor.Bruno Oliva Oishi 31 October 2014 (has links)
Bactérias aclimatadas a cobre foram isoladas a partir de amostras de solo e água coletadas na região da Mina de Sossego (Vale, Carajás, PA). Pseudomonas putida sp. foi escolhida, pois, apresentou a maior capacidade sortiva de Cu2+, Q = 40 mg/g. O cultivo em regime de batelada, meio mineral, com glicerol como fonte de carbono, resultou fator de conversão de glicerol a células, YX/S, de 0,49 g/g e velocidade específica máxima de crescimento, mmax, de 0,11 h-1. Alta concentração celular, 90 g/L, foi alcançada em cultivos em regime de batelada alimentada. Promoveu-se sorção de cobre pelas células, por meio de adição contínua ou em pulsos, de solução de CuSO4. A maior sorção específica de cobre, Q, de 30 (mg de Cu2+/g de células), foi verificada na adição por pulsos. Fotos de MET da bactéria na ausência e presença de Cu2+ mostram acúmulo de cobre na membrana e internamente, caracterizando biossorção e bioacumulação. / Bacteria acclimated to copper were isolated from soil and water samples collected in Mina de Sossego (Vale, Carajás, PA). Pseudomonas putida sp. was chosen as it had the highest sorptive capacity for Cu2+, Q = 40 mg/g. The fed-batch culture in mineral medium with glycerol as the carbon source resulted in a glycerol-to-cell conversion factor, YX/S of 0.49 g/g and maximum specific growth rate, mmax of 0.11 h-1. High cell concentration, 90 g/L, was achieved in cultures in fed-batch regimen. Cooper sorption by cells was promoted, by continuous or pulse addition of CuSO4 solution. The highest specific copper sorption, Q, 30 (mg Cu+2/g of cells) was seen with the addition by pulses. TEM photos of the bacteria in the absence and presence of Cu+2 show copper accumulation in the membrane and internally, featuring biosorption and bioaccumulation.
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Desenvolvimento da metodologia para realizar a qualificação de performance do biorreator utilizado para produção de toxina diftérica. / Development of the bioreactor performance qualification methodology to be use in the diphtheria toxin production.Adriano Alves Ferreira 08 November 2013 (has links)
A Qualificação de Performance (QP) é requisito das Boas Práticas de Fabricação e consiste de uma documentação de todas as atividades envolvidas para produzir um produto específico, neste caso, a toxina diftérica. O objetivo é garantir que as especificações do produto atendam aos resultados das análises de rotina. O Instituto Butantan introduziu um biorreator para ser utilizado nesta produção e a QP foi considerada e desenvolvida. Análises da temperatura e pressão foram realizadas durante três ciclos de esterilização. Sensores de temperatura e indicadores biológicos foram previamente distribuídos no equipamento considerando pontos críticos pré-observados. Os resultados da curva de temperatura e pressão validaram o equipamento. Três ciclos de crescimento de C. diphtheriae foram realizados e monitorados. Os resultados da DO ou turbidez medidos tanto por um espectrofotometro convencional como por um sensor de biomassa on line mostraram títulos da toxina já a partir de 48 horas (teste de floculação). A toxina foi caracterizada bioquimicamente. / Performance qualification (PQ) is requisite of the Good Manufacturing Practices and consists on complete documentation of all activities involved to produce a specific product, in this case, the diphtheria toxin. The goal is to ascertain all product specifications that were determined by its routine analysis. Instituto Butantan introduced a bioreactor to be use in the diphtheria toxin production and the PQ must be considered and developed. Analysis of the temperature and the pressure were performed during three sterilization cycles. Temperature sensors and biological indicators where previously distributed in the equipment, considering critical pre-observed points. The temperature and pressure curve results validated the equipment. Three C. diphtheriae growth cycles were performed and monitored. The optical density (OD) or turbidity results measured either by one conventional spectrophotometer and/or by one on line biomass sensor showed toxin titers after 48 hours of the harvesting (flocculation test). The toxin was biochemically characterized.
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Influência de diferentes meios de cultura em cultivos de Streptococcus pneumoniae sorotipo 1 para produção de polissacarídeo capsular. / Influence of different culture media on Streptococcus pneumoniae serotype 1 cultivations to produce capsular polysaccharide.Marthos, Bruno Vitório 03 August 2012 (has links)
S. pneumoniae é um importante patógeno humano que afeta sobretudo crianças. Vacinas são a principal estratégia de combate e o polissacarídeo (PS) da cápsula é o antígeno. Dentre os sorotipos do patógeno, o tipo 1 é prevalente em crianças e o PS1 componente obrigatório das vacinas. Neste trabalho objetivou-se: estabelecer um método de dosagem do PS1, selecionar a melhor cepa produtora de PS1, avaliar 3 peptonas, investigar 4 componentes do meio de cultura em planejamento experimental (PE) em reator e propor um novo meio e estratégia de cultivo. A cepa ST595/01 foi selecionada e o Phytone (Phy) foi a peptona com maior produção de PS1, 298mg/L, medido por m-hidroxidifenil com sulfamato. O PE 24-1 com extrato de levedura (EL), Phy, Asn e Gln mostrou os maiores efeitos positivos do Phy para produção de biomassa (Cx) e PS1. EL foi positivo para Cx, Asn não apresentou efeitos e Gln menor efeito positivo para PS1. Assim, testou-se o novo meio com Phy 15g/L e EL 2g/L sob duas estratégias: a batelada alimentada superou a batelada simples em 2x para Cx e 2,5x para PS1. / S. pneumoniae is an important human pathogen that affects mainly children. Vaccines are the main strategy to fight the disease and capsular polysaccharide (PS) is the antigen. Among pneumococcal serotypes, type 1 is prevalent in children. The aims of this work were: establish a method to measure PS1, screen strains for the best PS1 producer, evaluate 3 peptones, investigate the effects of 4 medium components by a design of experiment (DoE) and propose a new medium/strategy for cultivation. The strain ST595/01 was selected. Phytone (Phy) was the peptone with the highest PS1 production (298mg/L, measured by m-hydroxydiphenyl + sulfamate method). DoE 24-1 was carried out to assess the effects of yeast extract (YE), Phy, Asn and Gln. Phy showed the major positive effects for biomass (Cx) and PS1. YE demonstrated effects for Cx. Gln showed minor effect on PS1 production and Asn did not present effects. A new medium based on 15g/L Phy and 2g/L YE was evaluated by 2 strategies: fed-batch showed Cx production 2-fold higher and PS1 2.5-fold higher than simple batch.
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Cinética do cultivo de Neisseria lactamica em biorreator. / Bioreactor cultivation kinetics of Neisseria lactamica.Gonçalves, Beatriz Isva 31 August 2012 (has links)
Neisseria lactamica está envolvida na aquisição da imunidade natural contra Neisseria meningitidis, causadora da doença meningocócica. Vesículas de membrana externa (OMV) de N. lactamica são antígenos potenciais contra N. meningitidis. Analisou-se a cinética de biomassa, de produção de OMV, da fonte de carbono (lactato), e dos metabólitos, para maximizar a produção de OMV. Realizaram-se ensaios em biorreator, em batelada simples, batelada alimentada com lactato, com ou sem pulsos de aminoácidos e extrato de levedura (YE). Utilizou-se o meio de Catlin (MC) como meio mínimo, e analisaram-se efeitos das concentrações do lactato, aminoácidos e YE. Lactato foi consumido e citrato e acetato produzidos. Os melhores resultados obtidos foram no meio com adição de 2 g/L de YE e concentrações dobradas de lactato e 5 aminoácidos constitutivos do MC, em batelada alimentada com pulsos. O lactato apresentou efeito positivo sobre o rendimento de OMV e o YE sobre a biomassa. Os 5 aminoácidos constitutivos do MC foram necessários para obtenção de biomassa e rendimento de OMV. / Neisseria lactamica is involved with the acquisition of natural immunity to Neisseria meningitidis. N. lactamica outer membrane vesicles (OMV) are potential antigens against N. meningitidis, the pathogen of meningococcal disease. The objective of this work was to analyze the kinetics of bacterial growth, OMV production, the carbon source (lactate), and products of metabolism, to improve growing conditions and OMV production. Groups were studied in batch process, fed-batch process with lactate, fed-batch process with pulses of amino acids and YE. MC was considered as minimal medium and it was analyzed the effect of lactate, amino acids and YE. Lactate was consumed and citrate and acetate increased in the medium. The best results were in fed-batch with pulses, in MC with the double concentrations of lactate and amino acids, added with 2 g/L of YE. The lactate had a positive effect over OMV yield and YE had a positive effect over biomass. 5 amino acids of MC were necessary to obtain biomass and OMV yield.
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Biodegradação de hexaclorociclohexano utilizando microrganismos e enzimas desenhadas computacionalmente. / Biodegradation of hexachlorocyclohexane using microorganisms and computationally designed enzymes.Silva, Aline Ramos da 29 January 2014 (has links)
Hexaclorociclohexano (HCH), pesticida organoclorado mundialmente utilizado, apresenta efeitos tóxicos à saúde humana e ao meio ambiente. Os microrganismos degradadores mais conhecidos são as Sphingomonas sp. Técnicas de biodegradação foram aplicadas em duas etapas. A primeira focou na biorremediação de solo contaminado, de Santo André SP, e foi realizada em biorreatores no Instituto de Pesquisas Tecnológicas (IPT). Experimentos nas fases sólida e semi-sólida apresentaram até 90% de degradação de HCH no solo. A segunda parte, na Universidade de Groningen (RuG), Países Baixos, focou no tratamento de soluções contaminadas usando enzimas selvagens e variantes desenhadas computacionalmente. Mutantes foram construídas, expressadas e purificadas. Ensaios de Thermofluor® mostraram que as variantes estavam enoveladas. Ensaios enzimáticos foram realizados em solução aquosa com b-HCH e dimetil sulfóxido (5%), sendo as amostras extraídas com acetato de etila e analisadas por cromatografia gasosa com detector de captura de elétrons. As variantes apresentaram atividade. / Hexachlorocyclohexane (HCH) is an organochlorine pesticide used world-wide which shows toxic effects in human health and causes environmental problems. The most known HCH-degrading microorganisms are Sphingomonas sp. Biodegradation techniques were applied in this work, divided in two parts. The first one focused on the bioremediation of a contaminated soil, from Santo Andre - SP, in bioreactors at the Institute for Technological Research (IPT). Experiments were carried in solid and slurry phases, which could achieve around 90% of HCH degradation. The second part was developed at the University of Groningen (Rug), The Netherlands. Contaminated solutions were treated with wild-type enzymes and computationally designed variants. Mutants were constructed, expressed and purified. Thermofluor® assay showed that all variants were well folded. Enzymatic assays were carried in aqueous solution with b-HCH and dimethyl sulfoxide (5%). The samples were extracted with ethyl acetate and analysed by gas chromatography using an electron capture detector. The variants were actives.
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Reestruturação da gordura de leite por interesterificação enzimática empregando lipase imobilizada: otimização das condições reacionais e operacionais / Restructuration of milk fat by enzymatic interesterification using immobilized lipase: optimization of reaction and operational conditionsAriela Veloso de Paula 27 January 2012 (has links)
As indústrias de alimentos têm procurado desenvolver novas tecnologias visando à obtenção de produtos mais saudáveis que possuam características sensoriais apreciadas pelo consumidor. Entre os produtos alimentícios, os óleos e gorduras podem ser destacados em função de sua importância nas características sensoriais. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi otimizar as condições reacionais e operacionais para reestruturação da gordura de leite por interesterificação enzimática com óleo de soja, empregando lipase de Rhizopus oryzae imobilizada em matriz híbrida orgânico-inorgânica sílica-álcool polivinílico (SiO2-PVA). Nas primeiras etapas do trabalho, o sistema imobilizado foi empregado na condução das reações em modo batelada em reator de tanque agitado, por 48 h. As condições reacionais que favoreceram a maximização do grau de interesterificação (GI), minimização do teor de ácidos graxos livres e obtenção de produto interesterificado com consistência na faixa ideal (200 a 800 g/cm2) foram: 65% de gordura de leite na mistura reacional, 500 unidades de atividade por grama de meio, 10% de umidade no derivado imobilizado e temperatura de reação de 45 ºC. Nessas condições, obteve-se um produto interesterificado com consistência de 385 gf/cm2. Em seguida, foram realizados testes de interesterificação da gordura de leite com óleo de soja em reator de tanque agitado operando em batelada com a adaptação de cesta (central ou lateral) no seu interior, para isolar o sistema imobilizado do contato com as partes mecânicas do agitador. A cesta na configuração central foi selecionada, uma vez que em 4h de reação permitiu a obtenção de um produto interesterificado com adequado valor de consistência (387 gf/cm2), mais elevado grau de interesterificação (8,01%) e mais baixo teor de ácidos graxos livres (4,61 %), além da maior facilidade no manuseio, se comparado à cesta lateral. Nos testes em reatores operando em modo contínuo, empregou-se a lipase de Rhizopus oryzae imobilizada em SiO2-PVA, por adsorção física. Foram efetuadas quatro reações em leito fixo, e avaliadas duas fontes comerciais distintas de gordura. A partir da interesterificação da gordura de leite oriunda de uma das marcas comerciais avaliadas, obteve-se um produto com consistência adequada (712,08 gf/cm2), em apenas 12 minutos. Finalmente, foram realizadas duas reações em leito fluidizado empregando-se a lipase comercial Novozym® 435 e a lipase de Rhizopus oryzae imobilizada em SiO2-PVA. Os resultados revelaram que a lipase de Rhizopus oryzae representa um biocatalisador com potencial para modificação da gordura de leite, uma vez que apresentou maior redução percentual (52,31 %) da consistência dos produtos em relação à mistura reacional, comparativamente aos resultados observados empregando-se Novozym® 435 (33,97 %) como biocatalisador. Os resultados obtidos foram satisfatórios e permitiram a determinação de condições de processo em diferentes tipos de biorreatores, contribuindo com o desenvolvimento de tecnologias nacionais de processos enzimáticos em escala industrial para a fabricação de produtos de interesse econômico e social. / The food industries have been interested to develop new technologies to obtain healthier products with sensory characteristics appreciated by the consumer. Among food products, oil and fat could be highlighted due to their importance in sensory characteristics. In this matter, the purpose of this study has been to optimize the reaction and operational conditions to restructure fat of milk by enzymatic interesterification with soybean oil, using immobilized lipase of Rhizopus oryzae in organic-inorganic polysiloxane-polyvinyl alcohol (SiO2-PVA) hybrid matrix. Firstly, the immobilized system has been used in the reactions on batch mode in stirred tank reactor for 48 hours. The reaction conditions that allowed the maximization of the interesterification degree, the minimization of the free fatty acids content and to have an interesterified product with the consistency in the target range (200 to 800 g/cm2) were: 65% milk fat in the reaction mixture, 500 units of activity per gram of medium, 10% humidity in the immobilized derivative and reaction temperature of 45 ºC. Under these conditions, an interesterified product with 385 gf/cm2 consistency was obtained. Following, tests of interesterification of milk fat with soybean oil were carried out in stirred tank reactor in batch mode and with a basket (central or lateral) inside the vessel aiming to isolate the immobilized system of the contact with mechanical parts of the mixer. The basket in the central configuration has been selected because, in 4 hours of reaction, it allowed to obtain an interesterified product with an adequate value of consistency (387.00 gf/cm2), the highest interesterification degree (8.01%) and the lowest free fatty acids content (4.61%), besides an easy handling compared to the lateral basket configuration. In tests on reactors operating in continuous mode, Rhizopus oryzae lipase immobilized by physical adsorption in SiO2-PVA was used. Four reactions have been performed in packed bed reactor, and two different commercial sources of fat have been evaluated. In the interesterification of milk fat of one of the commercial marks evaluated, a product with adequate consistency (712.08 gf/cm2) was obtained in just 12 minutes. Finally, two reactions in fluidized bed have been performed using the commercial lipase Novozym® 435 and Rhizopus oryzae lipase immobilized in SiO2-PVA. The results showed the Rhizopus oryzae lipase is a biocatalyst with potential for modification of milk fat, considering its use resulted in a higher percentual reduction (52.31 %) of the products consistency in relation to the reaction mixture, comparatively to the observed when Novozym® 435 (33.97 %) was used as biocatalyst. The obtained results were satisfactory and allowed the determination of process conditions in different kinds of bioreactors, besides to contribute to the development of national technologies of enzymatic processes in industrial scale for the manufacturing of products of economic and social interest.
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