Orientador: Helia Harumi Sato / DissertaçãO (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-19T14:37:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Nascimento_AntonioMarcolinodo_M.pdf: 3927668 bytes, checksum: a2319bbca77605ff4e0be6ff1b9ef542 (MD5) Previous issue date: 1994 / Resumo: O objetivo deste trabalho foi selecionar leveduras produtoras de fator "killer" e com alta capacidade fermentativa para aplicação na produção de bebidas alcoólicas. Seiscentos e vinte e três linhagens de leveduras foram isoladas de amostras de frutas, caldo e mosto de usinas produtoras de álcool e testadas quanto a produção de fator "killer". As linhagens Y-161-1, Y-167-5, Y-500-4L, Y-500-7R, Y-548, Y-769-9R, Y -769-9RL e Y-769-11 L, identificadas como Saccharomyces cerevisiae foram capazes de produzir fator "killer" que mata as leveduras comerciais Fleischmann e Itaiquara. As linhagens Y -66-1 e Y -1131 identificadas como Hansenula sp e Candida sp respectivamente, foram capazes de matar a levedura Torulopsis glabrata ATCC 15126 (padrão "killer" K11) e não apresentaram atividade "killer" contra as leveduras Fleischmann e Itaiquara. Quando avaliadas quanto à capacidade fermentativa em melaço de cana contendo 24% de açúcares totais a 25°C, as leveduras S.cerevisiae Y-167-5 e Y-500-4L apresentaram maior rendimento de etanol que a levedura Fleischmann enquanto as linhagens S. cerevisiae Y-161-1, Y548, Y-769-11L apresentaram rendimento de etanol similar a levedura Fleischmann. A levedura S. cerevisiae Y-500-4L apresentou maior espectro de ação, maior atividade "killer" e maior rendimento de etanol entre as leveduras testadas / Abstract: The objective of this research was to screen yeast cultures for the production of the killer factor and fermentative capacity for the production of alcoholic beverages. Six hundred and twenty three yeast strains were isolated from fruits and from sugar cane juice and must from alcohol producing plants and tested for their production of killer factor. The strains Y-161-1 Y-167-5 Y-500-4L Y-500-7R Y-548 Y-769-9R, Y-769-9RL and Y-769-11L, all identified as Saccharomyces cerevisiae, were shown to produce the killer factor, capable of killing the commercial yeasts produced by Fleischmann and Itaiquara. The strains Y -66-1 and Y -1131, identified as Hansenula sp and Candida sp respectively, were shown to be capable of killing the yeast Torulopsis glabrata ATCC 15126 (standard killer K11) but did not show killer activity against the Fleischmann and Itaiquara yeasts. With respect to their fermentative capacity, using sugar cane molasses containing 24% total sugars as raw material and a temperature of 25°C, the yeast S. cerevisiae Y -167 -5 and Y-500-4L showed greater alcohol production than Fleischmann yeast whilst the strains S. cerevisiae Y-161-1, Y-548 and Y-769-11L showed alcohol yield similar to the Fleischmann yeast. Of the yeast tested S.cerevisiae Y-500-4L showed the greatest spectrum of action, with the greatest killer activity and greatest alcohol production / Mestrado / Mestre em Ciência de Alimentos

Em resposta às exigências da sociedade atual, o ensino deve superar a visão fragmentadora da realidade, desenvolvendo ações educativas e contextualizadas, de tal forma que a construção do conhecimento possa ser estabelecida a partir da integração e articulação entre os diferentes saberes, implantando o pensamento complexo no ensino das ciências. Diante do desafio de desenvolver esse pensamento, a ideia de interdisciplinaridade vem ganhando forca em práticas de ensino e de aprendizagem. Contudo, para vivenciar uma pratica interdisciplinar ainda encontramos muitos desafios a serem superados no sistema educacional brasileiro. Nesse sentido, o presente trabalho objetivou desenvolver uma proposta em conjunto com o corpo docente de uma escola pública de ensino médio, abordando o tema álcool em sua complexidade. Durante o processo, foram realizadas reuniões nos horários de Aula de Trabalho Pedagógico Coletivo (ATPC) para a construção de um referencial teórico e, posteriormente, momentos de discussão para elaboração da proposta, abrangendo diferentes disciplinas do currículo oficial do Estado de São Paulo para o ensino médio. O produto final, que consiste numa proposta interdisciplinar, poderá inspirar outras instituições atendendo as solicitações que se fazem para a escola e do processo de formação do cidadão crítico e participativo, capaz de contribuir e intervir na sociedade tomando decisões para ações socialmente responsáveis. / In response to the demands of today\'s society, the teaching must overcome the fragmenting view of reality, developing educational and contextualized actions, in a way that the construction of knowledge can be established from the integration and articulation between the different knowledge by deploying complex thinking in science teaching. Faced with the challenge of developing this thought, interdisciplinary idea has been gaining strength in teaching and learning practices. However, in order to experience an interdisciplinary practice, we still found many challenges to be overcome in the Brazilian educational system. In this sense, the present study aimed to develop a proposal together with the teachers of a public high school, addressing the theme alcohol in its complexity. During the process, meetings were performed at the times of Collective Pedagogical Work Class for the construction of a theoretical reference, and after discussing times for preparation of the proposal, covering different disciplines of the State of Sao Paulo official curriculum for high school. The final product, which is an interdisciplinary proposal, can inspire other institutions attending to requests that are made to the school in relation to the formation process of critical and participative citizens, wich are able to contribute and intervene in society making decisions to socially responsible actions.

Orientador: Pilar Rodriguez de Massaguer / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-11T05:21:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alvarenga_VeronicaOrtiz_M.pdf: 2142918 bytes, checksum: 08f3a593a106f67edd1807d169d7e116 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: No Brasil e em outros países, a fermentação alcoólica é realizada sem esterilização do caldo de cana-de-açúcar que constitui um ótimo substrato para o crescimento microbiano tornando-se, assim, inevitável à presença de contaminantes. Estes apresentam-se como os principais responsáveis pela redução no rendimento e produtividade da fermentação. Esta pesquisa teve por objetivo predizer os parâmetros de crescimento (taxa de crescimento (m), tempo de adaptação (l) e população máxima (Rg)) da Saccharomyces cerevisiae e Lactobacillus fermentum, quando cultivados individualmente ou em co-cultura através da aplicação dos modelos primários de crescimento de Baranyi & Roberts (1994) e Gompertz modificado (Zwietering et al, 1991). Em função de variações de temperatura (28 ¿ 32ºC) e concentração de inóculo de L. fermentum (101 ¿108 UFC/mL), mantendo-se fixo o nível de inóculo de S. cerevisiae em 106 UFC/mL. Para a modelagem primária foi ajustado, também, o modelo quase-químico. Para a construção deste modelo, foi utilizado o software Matlab versão 7.5. A inoculação das culturas foi realizada em mosto de cana-de-açúcar clarificado industrialmente, e ajustado a 21.5ºBrix. O material foi tratado termicamente a 121ºC por 40 minutos e mantido congelado a ¿20ºC até a realização dos ensaios. Foram adicionados 200 mL de mosto, em elernmeyeres de 500mL esterilizados. Para o ajuste do inóculo da levedura foi realizada a contagem da suspensão em Câmara de Neubauer e para o lactobacilo o ajuste foi realizado com o auxílio do Densimat¿ (BioMérieux, S.A., France). Os ensaios de fermentação foram conduzidos em incubadora com agitação contínua de 120 rpm (New Brunswick Scientific, Model G-27, U.S.A.) e temperatura controlada. Para cada ensaio realizado com a cultura mista, foram conduzidos outros dois ensaios da mesma forma e com o mesmo substrato para as culturas puras de S.cerevisiae e L. fermentum. Os dados obtidos foram ajustados com o software DmFit para os modelos de Baranyi e Roberts (1994) e Gompertz modificado (Zwietering et al 1991). Não houve diferença significativa (p<0,10) para l, m e Rg da levedura e para l e m. No entanto, para Rg do lactobacilo houve diferença significativa entre a cultura pura e mista. Quando a levedura atinge a fase estacionária o lactobacilo teve sua taxa de crescimento incrementada de sua população máxima aumentou relevantemente no final da fase estacionária da levedura. O modelo de Baranyi e Roberts descreveu melhor a fase de adaptação dos microrganismos. Já o modelo quase-químico apesar de descrever crescimento/declínio não modela adequadamente o plateau da fase estacionária, quando ele acontece. O modelo secundário da população máxima do lactobacilo em função da temperatura de fermentação e nível de inóculo demonstrou que o nível de inóculo e sua interação com a temperatura foram significativos ao nível de 10% de significância. O índice de viabilidade da levedura pura foi afetada por mudanças na temperatura. Porém, para a cultura mista, com o tempo de fermentação fixo (21 horas) o nível de contaminaçao pelo lactobacilo foi altamente significante. O melhor indice de viabilidade foi observado para L=103UFC/mL e temperatura de fermentação a 25oC. Nas condições estudadas foi observado um máximo na produção de etanol quando a temperatura de fermentação foi 28oC e o nível de inóculo de lactobacilo de 105UFC/mL. O efeito quadrático da temperatura de fermentação foi mais significativo (p<0,10) que o nível de contaminação do lactobacilo na produção máxima de etanol. Os modelos determinados neste estudo poderão servir para posterior otimização de processos fermentativos na indústria sucroalcooleira / Abstract: In Brazil and other countries around the World, the sugar cane must fermentation for alcohol production is carried out without sterilization of the sugar cane juice, being an excellent medium for the multiplication of undesirable contaminants. Among the contaminants of sugar cane must, Lactobacillus fermentum can be considered one of the most relevant being able to cause the flocculation of yeasts and to reduce ethanol yield and productivity of the fermentation. This research aimed to predict the growth parameters lag time (l), specific growth rate (m) and maximum population (Rg) of Saccharomyces cerevisiae and Lactobacillus fermentum in individual and cocultures. Predictive modeling of microorganisms growth in co-culture and pure culture was done through the application of primary growth models of Baranyi and modified Gompertz, varying temperature (24 ¿ 32ºC) and inoculum concentration of L. fermentum (101 ¿ 108 CFU/mL) with a fixed inoculums level of S. cerevisiae (106 CFU/mL). For the primary modeling it was also, adjusted the quase-chemical model for the construction of this model Matlab software version 7.5 was used. The inoculation of the cultures was carried out in sugar cane must industrially clarified and adjusted to 21.5ºBrix, heat treated must (121ºC per 40 minutes) were inoculated with the yeast and lactobacilli, the adjustment of the inoculum was done respectively by counting the suspension in Neubauer chamber and Densimat (BioMérieux, S.a., France). For each assay carried out with the mixed culture, two others tests with pure culture were done for comparison of growth parameters. The fermentation assays were conducted in an incubator with continuous agitation (120rpm) (New Brunswick Scientific, Model G 27, U.S.A.) and controlled temperature. From the data obtained, the growth parameters were determined through the adjustment of the data with DMFIT software for Baranyi and Roberts and Modified Gompertz. No siginificant diference (p<0.10) was found for l,m and Rg for the yeast in pure culture neither for l and m for Lactobacillus fermentum, but for lactobacilli Rg was significantly different for pure a coculture. When the yeast reached the stationary phase the lactobacilli growth rate was increased and its stationary phase it was observed after ward. Baranyi and Roberts¿s model best described lag phase was expected. The quasichemical model even though it describes growth/decline it does not model the stationary plateau. The secondary model for the maximum population of the lactobacilli as function of fermentation temperature and inocullum level showed that this last variable was significant and its interaction with temperature (p< 0.10). For the pure culture temperature was significant on the viability index. But for mixed culture for a fixed fermentation time (21h) the lactobacilli level of contamination was highly significant. Best IV was observed for L=103UFC/mL and T=25oC. When the maximum ethanol production was modeled for T, L independent variables. The temperature was significant a maximum was observed at T=28oC, L=105UFC/mL. These two models are practical application for the alcoholic fermentation industry / Mestrado / Mestre em Ciência de Alimentos

Em resposta às exigências da sociedade atual, o ensino deve superar a visão fragmentadora da realidade, desenvolvendo ações educativas e contextualizadas, de tal forma que a construção do conhecimento possa ser estabelecida a partir da integração e articulação entre os diferentes saberes, implantando o pensamento complexo no ensino das ciências. Diante do desafio de desenvolver esse pensamento, a ideia de interdisciplinaridade vem ganhando forca em práticas de ensino e de aprendizagem. Contudo, para vivenciar uma pratica interdisciplinar ainda encontramos muitos desafios a serem superados no sistema educacional brasileiro. Nesse sentido, o presente trabalho objetivou desenvolver uma proposta em conjunto com o corpo docente de uma escola pública de ensino médio, abordando o tema álcool em sua complexidade. Durante o processo, foram realizadas reuniões nos horários de Aula de Trabalho Pedagógico Coletivo (ATPC) para a construção de um referencial teórico e, posteriormente, momentos de discussão para elaboração da proposta, abrangendo diferentes disciplinas do currículo oficial do Estado de São Paulo para o ensino médio. O produto final, que consiste numa proposta interdisciplinar, poderá inspirar outras instituições atendendo as solicitações que se fazem para a escola e do processo de formação do cidadão crítico e participativo, capaz de contribuir e intervir na sociedade tomando decisões para ações socialmente responsáveis. / In response to the demands of today\'s society, the teaching must overcome the fragmenting view of reality, developing educational and contextualized actions, in a way that the construction of knowledge can be established from the integration and articulation between the different knowledge by deploying complex thinking in science teaching. Faced with the challenge of developing this thought, interdisciplinary idea has been gaining strength in teaching and learning practices. However, in order to experience an interdisciplinary practice, we still found many challenges to be overcome in the Brazilian educational system. In this sense, the present study aimed to develop a proposal together with the teachers of a public high school, addressing the theme alcohol in its complexity. During the process, meetings were performed at the times of Collective Pedagogical Work Class for the construction of a theoretical reference, and after discussing times for preparation of the proposal, covering different disciplines of the State of Sao Paulo official curriculum for high school. The final product, which is an interdisciplinary proposal, can inspire other institutions attending to requests that are made to the school in relation to the formation process of critical and participative citizens, wich are able to contribute and intervene in society making decisions to socially responsible actions.

Orientador: Gustavo Paim Valença / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-19T09:11:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Duarte_JulianaCanto_M.pdf: 3529102 bytes, checksum: 186eed7fa5f67708a7cffe441cb0563a (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: A utilização de sistemas empregando células de levedura imobilizadas é uma técnica promissora para a produção de etanol. Este trabalho apresenta a proposta de imobilizar células de Saccharomyces cerevisiae em montmorilonita K10, em óxido de zircônio, em esferas de alginato de cálcio e em esferas de alginato de cálcio revestidas com quitosana, utilizando glicose e sacarose como fontes de carbono, a fim de observar o comportamento destas células nestes suportes. Estudos nesta área têm demonstrado que células imobilizadas apresentam maior resistência a variações de temperatura, atividade, concentração de substratos e metabólitos, além de um alto rendimento para fermentação alcoólica. A montmorilonita K10, o alginato de sódio e a quitosana que foram utilizados nos estudos tiveram origem comercial, enquanto que o óxido de zircônio foi sintetizado e caracterizado através de Difração de Raios-X (DRX) e área superficial B.E.T. (Brunauer, Emmet e Teller). Células de Saccharomyces cerevisiae liofilizada não aderiram aos suportes sólidos (montmorilonita K10, óxido de zircônio e óxido de zircônio com superfície modificada). Já a cepa JAY 270 de Saccharomyces cerevisiae foi imobilizada com sucesso em esferas de alginato de cálcio e em esferas de alginato de cálcio revestidas com quitosana. Estudos de fermentação em regime batelada foram conduzidos em shaker orbital para avaliação da produção de etanol, estabilidade, rendimento, taxa de consumo de substratos e taxa de produção de produto. O comportamento destes sistemas foi avaliado através de dados de concentração de substrato e produto em equipamento de HPLC (High-Performance Liquid Chromatograph). A imobilização celular em esferas de alginato de cálcio e em esferas de alginato de cálcio revestidas com quitosana permitiu a reutilização das esferas durante oito ciclos de fermentação de aproximadamente 10 horas cada. A produção de etanol para células livres foi 40 g/L e o rendimento foi de 78% e 74,3% utilizando a glicose e a sacarose como fontes de carbono, respectivamente. Para as células imobilizadas em esferas de alginato de cálcio, utilizando a glicose como fonte de carbono, a produção de etanol foi de 33 g/L e o rendimento foi de 64,6 %, utilizando a sacarose, a produção de etanol foi de 33 g/L e o rendimento foi de 61,3%. Para as células imobilizadas em esferas de alginato de cálcio revestidas com quitosana, utilizando a glicose como fonte de carbono, a produção de etanol foi de 31 g/L e o rendimento foi de 60,7 % e utilizando a sacarose, a produção de etanol foi de 32 g/L e o rendimento foi de 59,5% / Abstract: The use of immobilized yeast cells in supports systems is a promising technique for the ethanol production. This work proposes to immobilize Saccharomyces cerevisiae cells in montmorillonite K10, zirconium oxide, calcium alginate beads and chitosan covered calcium alginate beads, using glucose and sucrose as carbon sources, in order to observe the behavior of these cells in these media. Studies in this area have demonstrated that immobilized cells are more resistant to temperature, activity, concentration of substrates and metabolites, and a high yield for ethanol fermentation. The montmorillonite K10, sodium alginate and chitosan have been used in the studies had commercial origin, while the zirconium oxide was synthesized and characterized by X-ray Diffraction (XRD) and B.E.T. surface area (Brunauer, Emmet and Teller). Liofilized Saccharomyces cerevisiae did not adhere to solid supports (K10 montmorillonite, zirconium oxide and modified surface zirconium oxide). Since the strain of Saccharomyces cerevisiae, JAY 270, was successfully immobilized in calcium alginate beads and in chitosan covered calcium alginate beads. Studies under batch fermentation were conducted in orbital shaker for evaluation of ethanol production, stability, efficiency, substrate consumption rate and the product production rate. The behavior of these systems was assessed using concentration data of substrate and product in the HPLC equipment (High-performance liquid chromatography). The cell immobilization in calcium alginate beads and chitosan covered calcium alginate beads allowed reusing of the beads during fermentation of eight cycles every 10 hours. The production of ethanol to free cells was 40 g/L and 78% and 74.3% yield using the glucose and sucrose as carbon sources, respectively. For immobilized cells in calcium alginate beads, ethanol production was 33 g/L and 64.6% yield and 33 g/L and 61.3% yield, using glucose and sucrose, respectively. For immobilized cells in chitosan covered calcium alginate beads, ethanol production was 31 g/L and 60.7% yield and 32 g/L and 59.5% yield, using glucose and sucrose, respectively / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Orientadores: Aline Carvalho da Costa, Rubens Maciel Filho, Francisco Maugeri Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-19T22:59:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Andrade_RafaelRamosde_D.pdf: 13239438 bytes, checksum: 3878b0150588cf72948be14b3f7dec47 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: O objetivo deste trabalho é modelar um processo de produção de etanol a partir da fermentação de hidrolisado enzimático de bagaço concentrado com melaço de cana-de-açúcar. Para este propósito, foram realizadas 23 fermentações em batelada com e sem reciclo de células em várias temperaturas: 30, 32, 34, 36 e 38 °C. O reciclo visa avaliar a influência da exposição da levedura S. cerevisiae ao hidrolisado contendo inibidores (especialmente ácido acético) por longos períodos de tempo, e com altas concentrações celulares. Para cada temperatura a primeira fermentação foi realizada com inóculo fresco e realizaram-se no mínimo 4 reciclos. Inicialmente avaliou-se um modelo desenvolvido em trabalho anterior (ANDRADE, 2007) para fermentação de melaço de cana. Este modelo não foi capaz de descrever novas fermentações na presença de alterações da matéria-prima, nem mesmo quando o substrato era melaço de uma safra diferente. Devido ao grande número de parâmetros (11) no modelo, desenvolveu-se uma metodologia de re-estimação, na qual os parâmetros mais sensíveis eram reajustados, e os menos sensíveis mantidos fixos, tornando a re-estimação mais simples. Para isso fez-se uma análise de sensibilidade paramétrica através de planejamentos de Plackett-Burman usando o software STATISTICA, variando os parâmetros cinéticos e calculando seus efeitos nos perfis de concentração de células, substrato e etanol. Os parâmetros mais relevantes nos perfis foram ?máx, Pmáx, Yx e Yp/x, os quais foram escolhidos para serem reajustados quando se alterava o substrato. Com o reajuste desses 4 parâmetros, foi possível descrever os dados experimentais da fermentação de melaço de nova safra com precisão. O mesmo algoritmo de re-estimação foi utilizado para ajuste dos parâmetros do modelo de fermentações de caldo hidrolisado concentrado com melaço. Além dos 4 parâmetros definidos como mais importantes (?máx, Pmáx, Yx ,Yp/x), re-estimou-se também o parâmetro Xmáx, já que no desenvolvimento do modelo original não foi considerado reciclo de células, havendo baixa concentração de biomassa. Acrescentou-se, ainda, ao modelo original, um termo para levar em conta a inibição por ácido acético, logo estimaram-se também os parâmetros relacionados. Após re-estimação dos parâmetros usando um algoritmo de otimização quasi-Newton desenvolvido em COMPAQ VISUAL FORTRAN, realizou-se nova análise de sensibilidade para verificar se os parâmetros mais sensíveis continuavam sendo os mesmos. Neste caso, o ?máx deixou de ser xviii relevante se a análise fosse feita no tempo final de fermentação, porém realizando análise de sensibilidade em diferentes tempos, mostra-se que ?máx tem efeito nos perfis do modelo no início da fermentação. Foi possível desenvolver um modelo preciso que descreveu as fermentações em batelada com e sem reciclo de células em função da temperatura mantendo 11 dos 13 parâmetros (ajustados a partir de dados de fermentação de hidrolisado concentrado com melaço) fixos. Apenas os parâmetros Yx e Yp/x tiveram valores diferentes para as fermentações com reciclo / Abstract: The objective of this paper is to model a process of ethanol production from sugarcane bagasse hydrolysate concentrated with molasses. For this purpose, experimental data were obtained from 23 batch fermentations with and without cells recycle in different temperatures: 30, 32, 34, 36 e 38 °C. The recycle aims to evaluate the influence of exposing the yeast S. cerevisiae to the hydrolysate inhibitors (specifically acetic acid) for long time periods, and under high cell concentrations. For each temperature the first fermentation was performed with fresh inoculum and at least 4 recycles were carried out. Initially a model developed in a previous work (ANDRADE, 2007) for sugarcane molasses fermentation was evaluated. This model was not able to describe new fermentations in the presence of changes of raw material, not even when the substrate was molasses from a different harvest. Due to the large number of parameters (11) in the model, a re-estimation methodology was proposed, in which the most sensitive parameters were adjusted and the less sensitive were kept fixed, making the re-estimation easier. A parametric sensitivity analysis through Plackett-Burman designs was performed, using the software STATISTICA, by varying the kinetic parameters and calculating their influence on the profiles of cell, substrate and ethanol concentrations. The most relevant parameters in the profiles were ?max, Pmax, Yx and Yp/x, which were chosen to be re-estimated when there was change in the substrate. With the re-estimation of these four parameters, it was possible to describe the experimental data from fermentation of molasses from a new harvest accurately. The same re-estimation algorithm was used to adjust the parameters of the fermentation of hydrolysate concentrated with sugarcane molasses. In addition to the 4 parameters defined as most important (?max, Pmax, Yx, Yp/x), Xmax was also re-estimated, since the development of the original model did not consider recycling of cells, which resulted in a low biomass concentration. A term to account for the inhibition by acetic acid was added to the original model, so the related parameters were also estimated. After the parameters re-estimation using a quasi-Newton optimization algorithm developed in COMPAQ VISUAL FORTRAN, a new sensitivity analysis was carried out to verify if the most sensitive parameters remained the same. In this case, ?max had no influence if xx the analysis was performed at the end of the fermentation, but by performing the sensitivity analysis at different times, ?max was shown to influence the model profiles at the beginning of fermentation. It was possible to develop an accurate model that described the batch fermentations with and without cells recycle as a function of temperature keeping 11 of the 13 parameters (adjusted from data of fermentation of hydrolyzate concentrated with molasses) fixed. Only the parameters Yx and Yp/x had different values for the fermentation with recycle / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Doutor em Engenharia Química

Orientador: Gil Eduardo Serra / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-04T00:38:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Jeronimo_ElisangelaMarques_D.pdf: 608726 bytes, checksum: 439587ffeaf014be16ac5ec072325ec8 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Estudos de complementação nitrogenada em fermentação alcoólica têm sido conduzidos utilizando adubos nitrogenados como sulfato de amônia, superfosfato simples e uréia, e dirigidos para a produção de álcool. Nas destilarias artesanais de aguardente a complementação nitrogenada do mosto pode constituir uma prática benéfica na multiplicação e no crescimento celular do fermento, e consequentemente para a melhoria dos índices de eficiência, rendimento e rodutividade do processo. Fontes nitrogenadas minerais, bastante empregadas, mostram resultados muitas vezes controversos. Estudos verificaram que a oferta de fonte complexa de nitrogênio, como extrato de levedura, influenciou o rendimento em etanol, massa celular e outros parâmetros da fermentação alcoólica. O objetivo da primeira etapa deste estudo foi avaliar os tratamentos para clarificação do caldo de cana sobre o teor de nitrogênio protéico, estudar a influência da adição de nitrogênio protéico, em fermentações em escala de laboratório, com uma linhagem selecionada de S. cerevisiae, sobre alguns parâmetros fermentativos e sobre a formação de compostos secundários, em escala de laboratório. Verificou-se que a clarificação comprometeu a multiplicação celular, sem afetar a viabilidade, o que pode afetar o reaproveitamento do fermento para novas bateladas de fermentação. A adição de nitrogênio protéico influiu positivamente na manutenção da viabilidade celular, podendo assim propiciar melhor qualidade do fermento reciclado; alterou a formação de álcoois superiores, aumentando a formação de propanol e reduzindo a de isobutanol e de álcool isoamílico. O benefício da adição de N protéico também ocorreu na redução do tempo de fermentação. Portanto, a complementação do mosto de caldo de cana com N protéico que contenha formas assimiláveis é recomendada. Considerando a importância da análise sensorial na avaliação e pesquisa da qualidade de aguardentes, o trabalho incluiu um estudo da influência da concentração alcoólica e da acidez no perfil de percepção sensorial de aguardente de cana pelos provadores, detectando igualdades ou diferenças na avaliação sensorial de atributos típicos de aroma e sabor do produto. Foi utilizada uma aguardente recém-destilada, que foi submetida a diluição e acidificação com ácido succínico, originando quatro amostras para provas. Concluiu-se que a concentração alcoólica e a acidez não influíram na avaliação sensorial dos atributos típicos da aguardente. A diluição da aguardente não contribui para a maximização da percepção de diferenças entre duas amostras, nem tampouco a variação da acidez mascara a expressão sensorial dos atributos devidos aos componentes secundários da aguardente representados principalmente por aldeídos, álcoois superiores, ésteres e ácidos orgânicos. Com base nos resultados de fermentação alcóolica obtidos na etapa de laboratório, foi delineado um experimento com o objetivo de avaliar a adição de nitrogênio protéico no caldo de cana sobre o crescimento da levedura, tempo e características da fermentação, e qualidade química e sensorial da cachaça. Outro aspecto foi avaliar o efeito da adição de N protéico em fermentações conduzidas com duas linhagens de levedura isoladas de destilarias de cachaça artesanal, e a condução de fermentações com reciclo da levedura decantada, em escala piloto simulando o processo artesanal de produção de cachaça. Verificou-se que a adição de nitrogênio protéico influiu positivamente na manutenção da viabilidade celular, podendo assim propiciar melhor qualidade do fermento reciclado. Também se observou redução no tempo de fermentação. A adição de nitrogênio protéico ao mosto para a produção de cachaça não interferiu na aceitação sensorial da bebida. A análise dos componentes secundários não mostrou alteração consistente como resposta à aplicação de N protéico. A complementação do mosto de caldo de cana com N protéico em formas assimiláveis pela levedura, pode ser uma prática útil na otimização do processo de fermentação alcoólica para produção de cachaça / Abstract:Studies on the addition of nitrogen source in alcoholic fermentation have been conducted using nitrogen fertilizers as ammonium sulphate, superphosphates and urea, but applied for alcohol production. In small sugarcane distilleries the sugarcane juice complementation with nitrogen can constitute a benefical practice in yeast multiplication and cellular growth, and also for the improvement of fermentation yield and productivity. Mineral nitrogen sources, many times show controversial results. Several authors verified that the a nitrogen complex source, influenced the ethanol yield, yeast biomass and other alcoholic fermentation parameters. The goal of this work is to evaluate the influence of sugarcane juice clarification on proteic nitrogen content of juice, and by otherhand the addition of proteic nitrogen souce - yeast extract on the fermentation parameters and volatile compounds produced. The sugarcane juice clarification reduced the cellular multiplication, without affecting the cell viability, and endanger yeast recycling for a new fermentation. The proteic nitrogen additions enhanced cellular viability and ensure yeast recycling operation. Higher levels of proteic nitrogen affected the synthesis of volatile superior alcohols, increasing propilic formation and reducing isobutilic and isoamilic alcohol. Proteic nitrogen addition also reduced fermentation time. Considering the sensory analysis importance in the brandies quality evaluation and research, the work included a study for to investigate the alcoholic concentration influence and of the acidity in the sugarcane liquor sensory perception profile by the provers, about the equalities or differences detection in the product aroma and flavor typical attributes sensory evaluation. It was going used a sugarcane spirit recently-distillate, which was going submitted at dilution and acidification with succinic acid, originating four samples for proofs. It concluded that the alcoholic concentration and the acidity didn¿t influence the brandy typical attributes sensory evaluation. The sugar cane spirit dilution doesn¿t contribute for greatest of the differences perception between two samples, neither at acidity variation masked the attributes sensory expression due to the represented sugarcane liquor secondary components mostly for aldehyde, superior alcohols, esters and organics acid. Finally, also was study the proteic nitrogen influenced positively the cell viability, and can ensure yeast recycling operation. It was also observed a reduction in fermentation time. The proteic nitrogen addition in the juice didn¿t affect the sensory acceptance of sugarcane liquor, and also didn¿t result in different levels of volatile compounds. Assimilable forms of proteic nitrogen can be helpfull on the optimization of alcoholic fermentation / Doutorado / Doutor em Tecnologia de Alimentos

Orientador: Francisco Maugeri Filho / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-04T01:06:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Atala_DanielIbraimPires_D.pdf: 6342547 bytes, checksum: 1a6eb0862bc84e3b0495d542783eb95f (MD5) Previous issue date: 2004 / Doutorado / Doutor em Engenharia de Alimentos

Orientador: Silvio Roberto Andrietta / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-10T10:19:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Galassi_GabrielRamos_M.pdf: 1009774 bytes, checksum: 86a841b010532edff0ac4939c19472f4 (MD5) Previous issue date: 2007 / Resumo: Este trabalho tem por objetivo a realização de um estudo aprofundado do processo de fermentação alcoólica contínua em que são utilizados reatores tubulares tipo torre e células auto-imobilizadas. Buscou-se nesse projeto a seleção entre quatro cepas com características floculantes e perfis metabólicos adequados ao trabalho em tais reatores. O anseio por melhorias no sistema de fermentação contínua com células auto-imobilizadas se dá em função da busca por métodos com reduzido custo de produção do etanol, o que ocorre nesse sistema, onde inexiste a necessidade da utilização de unidades de separação de células (centrifugas), reduzindo assim em torno de 15% o custo final do preço do produto acabado. As linhagens utilizadas foram quatro cepas do gênero Saccharomyces cerevisiae com características floculantes e formadoras de partículas esféricas (pellets) quando cultivadas em mesa agitadora circulatória. Duas dessas cepas selecionadas foram obtidas da unidade de fermentação industrial da Usina Junqueira (Igarapava/SP), isoladas durante a safra de janeiro de 2000, são elas as cepas JU C2 e JU C4, outras duas cepas foram obtidas através de recentes isolamentos no Departamento de Biotecnologia e Processos do CPQBA/Unicamp, cepas G1 e G2. No processo de otimização foram utilizados dois reatores tubulares em série, um primeiro reator (R1) recebia um substrato concentrado de sacarose, diluído em linha visando atingir concentrações pré-determinadas para o uso nos experimentos e um segundo reator (R2) que recebia o efluente (vinho fermentado) proveniente de R1. Foram realizados quatro experimentos, cada qual com uma linhagem diferente. Os experimentos tiveram entre 20 a 25 dias de duração cada, porém, para fins de padronização foram selecionados 12 dias de ensaios. Durante os experimentos, diferentes vazões de alimentação aos reatores foram testadas, estas alternaram de forma crescente entre 1,2; 1,5; 1,8 e 2,1 L/h de substrato. Amostras foram retiradas do sistema e analisadas quanto à quantidade de sólidos solúveis, quantidade de ART, etanol produzido e vazão real do sistema. Ao término de cada experimento foram realizadas análises de cariotipagem, potencial de floculação por absorbância e determinação da floculação pela expressão dos genes FLO5 e FLO10. De forma geral, todas as linhagens estudadas mostraram-se hábeis ao trabalho em biorreatores fluidizados, desde que sejam respeitados seus limites metabólicos atuando nesse tipo de reatores. As linhagens JU C4 e G1 sobressaíram-se entre as demais pelo comportamento flexível e adaptável diante das situações impostas ao longo do projeto. Foram capazes de formar leitos celulares estáveis e com bom desempenho na conversão de açúcares á etanol. As linhagens JU C2 e G2 apresentaram também bons resultados na produção de etanol, no entanto, seus perfis como linhagens floculantes exigem uma maior cautela na utilização das mesmas em processos fermentativos. JU C2 com baixo poder floculante, formando por vezes leitos pouco estáveis e G2 com grande poder floculante, formando por vezes leitos compactos com canais preferenciais de passagem de substrato / Abstract: using flocculation yeasts of Saccharomyces cerevisiae in fixed bed tower reactors for ethanol production. We sought, through this job, the selection between four flocculent yeasts strains with appropriate metabolic profile to work in this kind of reactor. The selected yeasts strains present strong flocculent characteristics and there is no need to use cell separation unity (centrifuge) after the fermentation process reducing around 15% the costs of ethanol production. Two of these strains, JU C2 and JU C4, were collected from an industrial fermentation unity at Usina Junqueira (Igarapava/SP) during the crop of 2000. The other two strains, G1 and G2, were collected from CPQBA/Unicamp. In the operational optimization were used two fixed bed type tower reactors connected in series, a first one (R1) receive a concentrated sucrose medium diluted in line for reach predetermined concentrations and a second one (R2), that receive fermented wine from the first (R1). The fermentations experiments had between 20 or 25 days, but for standardization of the work 12 days of assays were selected. During the experiments, different feed outflow were tested in the reactors, these had been alternated in a increasing way between 1,2; 1,5; 1,8 and 2,1 L/h of medium. Samples were collected from the system and analyzed the amount of soluble solids, amount of reducing sugars, ethanol and real outflow of the system. In the ending of each experiment were analyzed the karyotyping profile and flocculating potential by absorbance method and expression of the FLO1 and FLO10 genes. The results confirm that all the studied strains are able to work in fluidized bioreactors since their metabolic limits where respected. The best results were obtained with JU C4 and G1 strains. They show a flexible and adaptable behavior ahead the tested situations in this job. They were capable to form steady beds and demonstrate good performance in sugar conversion to ethanol. The other strains, JU C2 and G2, showed nice results in the production of ethanol, however their flocculent profiles demand caution when used in fermentation processes. JU C2 has a low flocculent power forming sometimes unstable cell beds and G2 has a high flocculent power forming sometimes compact cell beds with preferential channels of medium passage / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Biotecnologicos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Silvio Roberto Andrietta / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-11T09:00:01Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tosetto_GiseleMantei_D.pdf: 7845574 bytes, checksum: c216dd147ba44b14c8004a51300ce14b (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: O objetivo geral deste trabalho foi avaliar os efeitos de algumas substancias organicas presentes no melaco de cana-de-acucar sobre cepas de leveduras de uso industrial. O Capitulo I refere-se a uma breve introducao e historico da fermentacao alcoolica. No Capitulo II, foi analisado amostras de melacos industriais, provenientes de 10 unidades produtoras de acucar e alcool, localizadas nos estados de Sao Paulo, Minas Gerais, Goias e Parana, com a finalidade de determinar e quantificar alguns compostos organicos presentes no mesmo. Para tanto foi utilizada a tecnica de Cromatografia Liquida de Alta Eficiencia (CLAE). No Capitulo III foram realizados ensaios para escolher as cepas de melhor desempenho em condicoes de estresse, utilizando-se o planejamento fatorial 23 tipo estrela com triplicata no ponto central. Os fatores estudados foram: a pressao osmotica (utilizando KCl), temperatura e concentracao inicial de Alcool. As cepas Y904 e SA1 foram as que mais se destacaram. No Capitulo IV foram avaliados os efeitos dos compostos organicos (acidos cafeico, galico, latico, piruvico, siringico, vanilico, acetico, formico, butirico e Hidroximetilfurfural) sobre as cepas SA1 e Y904, atraves de fermentacoes em triplicata, utilizando meio sintetico controle e variando as concentracoes de cada composto. Dentro das concentracoes estudadas, apenas os acidos galico, latico, acetico, formico, butirico e Hidroximetilfurfural demonstraram influencia sobre as cepas. A avaliacao do efeito acumulativo das substancias quando se trabalha com reciclo de celulas esta descrita no Capitulo V. Todos os experimentos foram realizados em triplicata e repetidos por oito vezes consecutivas (8 ciclos). O acido latico foi a substancia que mais interferiu no rendimento em etanol (YP/S) e na produtividade, parametros estes de maior importancia nos processos industriais para producao de alcool. Por outro lado, o acido formico apresentou a menor interferencia e efeito negativo para praticamente todos os parametros estudados. Finalmente no Capitulo VI, foram analisados os efeitos dos acidos latico e formico sobre o comportamento cinetico das cepas SA1 e Y904. Os testes foram realizados em biorreator de bancada, por dez horas de fermentacao. O acido latico aumentou tanto a inibicao pelo substrato como pelo produto, mostrando-se ser uma substancia com alto grau de toxicidade para as celulas de leveduras das linhagens estudadas. " RANAXTAU/EJAXGU" / fermentacao alcoolica, cinetica, substratos industriais, compostos organicos, inibicao, levedura / Abstract: The general objective of this project was the evaluation of the effects of some organic substances present in molasses, sugar cane on strains of yeast for industrial use. Chapter I refer to a brief introduction and history of alcoholic fermentation. In Chapter II, samples of industrial molasses were examined, from 10 units producing sugar, located in the states of Sao Paulo, Minas Gerais, Goias, and Parana, in order to determine and quantify some organic compounds present in them. In order to this, the technique for High Performance Liquid Chromatography (HPLC) was used. In Chapter III trials were conducted to choose the strains of better performance in terms of stress, using a 23 factorial planning star type with triplicate in central point. The studied factors were: the osmotic pressure (using KCl), temperature and initial concentration of alcohol. The strains Y904 and SA1 were those which stressed most. In Chapter IV were assessed the effects of organic compounds (caffeic, gallic, lactic, pyruvic, syringic, vanillic, acetic, formic, butyric and Hidroximetilfurfural acids) on the strains SA1 and Y904 by the fermentation in triplicate, using synthetic medium and control varying concentrations of each compound. Within the concentrations studied, only the gallic acid, lactic acid, acetic acid, formic, butyric and Hidroximetilfurfural demonstrated influence on the strains. The assessment of the cumulative effect of the substances when working with recycle cell is described in Chapter V. All experiments were performed in triplicate and repeated by eight consecutive times (8 cycles). The lactic acid is the substance that interfere most in income in ethanol (YP/S) and productivity, these parameters of most importance in industrial processes to produce alcohol. Moreover, the formic acid showed the smallest negative interference for almost all parameters studied. Finally in Chapter VI, were analyzed the effects of lactic acid and formic on the behavior of kinetic strains SA1 and Y904. The tests were performed in bench bioreactor for ten hours of fermentation. The lactic acid increased by inhibiting both the substrate and the product, showing to be a substance with a high degree of toxicity to the strains of yeast cells studied. YQTFU" /" alcoholic fermentation, kinetics, industrial substract, organic compounds, inhibition, yeast / Doutorado / Desenvolvimento de Processos Biotecnologicos / Doutor em Engenharia Química