Made available in DSpace on 2014-06-11T19:31:04Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-01-29Bitstream added on 2014-06-13T19:01:20Z : No. of bitstreams: 1 santos_jm_dr_bauru.pdf: 2127319 bytes, checksum: ec5f41718cfe22b37d1e9a304cfd386d (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa e ao Desenvolvimento Científico do Maranhão (FAPEMA) / O presente trabalho teve por finalidade preparar, pelo método sol-gel, biocidas inorgânicos (catalisadores) a base óxido de titânio (ou titânia, Ti'O IND. 2'), modificados ou não prata e/ou óxido de silício (ou sílica, Si'O IND. 2'), na forma de pó, para a desinfecção de águas. Os materiais preparados foram testados para inativação das bactérias padrões ATCC, Escherichia coli e Pseudomonas aeruginosa, em reatores utilizados em fotocatálise heterogênea. Em baixas temperaturas de calcinação (250ºC e 450ºC), os catalisadores são monofásicos (titânia na fase anatásio, An), independentes das modificações (adição de prata e/ou sílica). Por outro lado, a cristalinidade das amostras diminui enquanto a área superficial aumenta com o aumento da quantidade dos modificadores. Quando a temperatura de tratamento é de 900ºC, as amostras estruturam-se sob forma de titânia rutilo (Rt), sendo que na presença de prata, ela é segregada. Quando as amostras de Ti'O IND. 2' são modificadas por sílica, a transição para a fase rutilo é dificultada e a titânia permanece estruturada sob forma de anatásio. Com a adição de prata à mistura titânia-sílica, somente 10% permanece na forma de anatásio e 90% sofre a transição para rutilo. Os resultados de FTIR confirmam que a adição de modificadores não introduz mudanças significativas aos grupos superficiais. A presença do silício e prata no material não alterou as posições das bandas de titânia An (não há indícios de formação de solução sólida), sendo que uma banda adicional associada aos grupo Si-O para as amostras contendo este modificador foi observada. Os testes bactericidas, feitos sob irradiação (365 nm) e no escuro, mostraram que Ti'O IND. 2' modificado com a prata acelera a inativação das bactérias e é ativo mesmo na ausência de luz. Não se observa uma influência clara da temperatura... / This study aimed to prepare inorganic biocides on Ti'O IND. 2' , modified or not by silver and/or Si'O IND. 2' (powder), by the sol-gel method, to be used for treatment of contaminated water. The ability to inactivate bacteria (ATCC standard) as Escherichia coli and Pseudomonas aeruginosa was tested in a reactor used in hterogeneous photocatalysis. The samples are structured as single phase (anatase titania, An) at low temperatures of calcination (250ºC and 450ºC) even in the presence of silver and/or silica. Their crystallinity decreases with increasing amount of modifiers while the surface area increases. The sample, without modifiers, is structured as the rutile titania (Rt) when treated at 900ºC and, in the presence of silver, this metal segregates. When the samples are modified by silica, the transition to rutile is suppressed and titania remains as anatase. Adding silver to titania-silica mixture, 90% of titania transforms to rutile but 10% still remain as anatase. The FTIR results confirm that the addition of modifiers does not introduce significant change in the surface groups. The presence of silicon and silver in the material does not change the positions of the An titania bands, exhibiting an additional band attributed to the Si-O group. The bactericidal tests, carried out under irradiation (365 nm) and in the dark, showed that Ti'O IND. 2' modified with silver accelerates the inactivation of bacteria and that it is active even in the absence of light. The influence of the calcination temperature (crystallographic structure of the support and active phase) on the bactericidal activity is not clear, since samples based on rutile support also exhibit good activity. Anyway, temperature between 250 and 900ºC are required to optimize the activity. The silica decreases the activity although the textural properties (surface area, porosity) are those that favor the activity.

Doctora en Ciencias de la Ingeniería, Mención Ciencia de los Materiales / La contaminación de microorganismos produce serios problemas asociados a la transmisión de enfermedades o al deterioro de las superficies a las cuales éstos se adhieren. Las infecciones intrahospitalarias (IIH) generan altas tasas de mortandad y elevados costos para los pacientes. Además, cuando las superficies se exponen a ambientes húmedos, se facilita la adhesión de microorganismos que provocan su ensuciamiento y deterioro, lo que se conoce como biofouling. Mallas plásticas para cultivos acuícolas se ven gravemente afectadas por el biofouling marino, generando altos costos asociados a su remoción. En base a lo anterior, existe una alta demanda de nuevos materiales con actividad antimicrobial y antifouling, en particular los polímeros son de gran interés debido a su fácil procesamiento, y a que pueden sustituir desde superficies hospitalarias a mallas acuícolas. El objetivo del trabajo es desarrollar compósitos poliméricos antimicrobiales y antifouling con la incorporación de diferentes tipos de partículas a base de cobre mediante el método de mezcla en fundido. Se usaron nanopartículas de cobre metálico (NPsCu) y de cobre oxidado (NPsCuO), además de micropartículas de cobre metálico (MPsCu). Se estudió además la dispersión del cobre al ser incorporado soportado o recubierto. Para ello se sintetizaron dos tipos de partículas híbridas: cobre soportado en sílice nanométrica (NPsCu/Si) y cobre funcionalizado superficialmente con cadenas orgánicas (NP Func). La actividad antimicrobial de Polipropileno (PP) fue estudiada en función de la cantidad de nanopartículas y el tiempo de contacto. PP con 5, 10 y 20 %v/v de NPsCu eliminaron en 99,9% de E. coli, S. aureus y P. aeruginosa en menos de 240 min. Los resultados mostraron que la actividad antimicrobial depende del tipo de bacteria e incrementa con el contenido de cobre. La actividad antifouling de PP fue estudiada en función del tipo y cantidad de nanopartículas. PP con 1 a 20%v/v de NPsCu disminuyeron hasta en un 90% el biofouling después de dos meses en el mar, mientras que PP con 1 a 5%v/v de NPsCuO lo redujeron hasta en un 30% en el mismo tiempo. La actividad antimicrobiana y antifouling se relacionó con la capacidad de liberar iones cúpricos (Cu+2). PP con NPsCu logró mayor liberación que con NPsCuO, en las mismas condiciones. Las partículas de cobre funcionalizado con cadenas orgánicas (NP Func) exhibieron buena dispersión en la matriz polimérica, no así las partículas de cobre soportadas (NPsCu/Si). Ambas partículas, puras o embebidas en PP, tienen alta liberación de cobre. La capacidad de liberación de las partículas en base a cobre se incrementa en el siguiente orden: NPsCuO, NPsCu, NPsCu/Si y NP Func. Además, la disminución del tamaño del relleno y el uso de matrices poliméricas hidrófilas o con baja cristalinidad favorecen la liberación. Estos resultados muestras que partículas en base a cobre le confieren propiedades antimicrobiales y antifouling a matrices poliméricas. Estos nuevos materiales tienen la potencialidad de aplicados en superficies hospitalarias como medida complementaría en la prevención de las IIH. También emergen como materiales de reemplazo en la fabricación de mallas acuícolas o estructuras plásticas afectadas por el biofouling marino.

Os contaminantes emergentes são considerados compostos onipresentes em águas, portanto investigar a degradação e comportamento dessas substâncias torna-se necessária, pois é reportado que estes compostos causam efeitos adversos em seres vivos. O composto 2-(tiocianometiltio) benzotiazol (TCMTB), considerado um contaminante emergente, é amplamente empregado na indústria do couro como biocida com a finalidade de inibir o desenvolvimento de microrganismos na pele. Sendo assim, o objetivo do presente trabalho foi estudar a degradação do contaminante emergente TCMTB, por meio das técnicas de fotólise direta com radiação UV, radiação solar e oxidação com ozônio. Experimentos de fotólise direta do TCMTB, em soluções aquosas com diferentes concentrações, em efluente do processo de remolho e efluente simulado do remolho, foram conduzidos em reator com lâmpada de vapor de mercúrio (250 W). O teste de hidrólise foi realizado protegido da luz, a temperatura ambiente com diferentes concentrações do TCMTB para observar o comportamento do contaminante na ausência de luz. O maior coeficiente de absorção molar foi medido e identificado em 220 e 280 nm como 20489 e 11317 M-1 cm-1, respectivamente, para pH 5,0. Os resultados experimentais da fotodegradação mostraram que TCMTB foi rapidamente degradado por fotólise direta em soluções aquosas em 30 min de tratamento fotolítico. Os resultados do estudo do pH, demonstraram que pH interfere no processo fotoquímico, uma vez que em condições alcalinas o composto é mais estável e a taxa de fotodegradação diminui. Os ensaios com o efluente do processo de remolho mostraram que a degradação do TCMTB tem comportamento semelhante às soluções aquosas. O efluente simulado do remolho mostrou que uma alta concentração do contaminante leva a um maior tempo de irradiação de luz para a degradação. A aplicação de luz natural evidenciou degradação mais lenta, mas ainda assim, foi possível observar degradação de até 96% para a concentração de 6 mg L-1 em 420 min. A utilização do oxidante ozônio como tratamento, alcançou 40% de remoção do contaminante em 30 min, assinalando a alta estabilidade do composto. Portanto, este trabalho aponta o potencial do uso de fotólise direta (luz v artificial), ou radiação solar (luz natural) para a degradação de contaminantes emergentes como o 2 (tiocianometiltio) benzotiazol (TCMTB). / Emerging contaminants are considered omnipresent compounds in water, thus investigate the degradation and behavior of these substances becomes necessary as it is reported that these compounds cause adverse effects on living beings. The 2- (thiocyanomethylthio) benzothiazole compound (TCMTB), considered an emerging contaminant, is widely used in the leather industry as a microbicide for the purpose of inhibiting the development of microorganisms in the skin and leather. In this context, the purpose of the present work was to study the degradation of the emerging contaminant TCMTB by direct photolysis with UV radiation, solar radiation and ozone. Experiments of direct photolysis of the TCMTB in aqueous solutions with different concentrations, in the effluent from the soaking process were conducted in a reactor with mercury vapor lamp (250 W). The hydrolysis test was performed protected from light at room temperature with different concentrations of TCMTB to observe the behavior of the contaminant in the absence of light. The highest molar absorption coefficient was measured and identified at 220 and 280 nm as 20489 and 11317 M-1 cm -1, respectively, at pH 5.0. The experimental results of photodegradation showed that TCMTB was rapidly degraded by direct photolysis in aqueous solutions in 30 min of photolytic treatment. The results of the pH study showed that pH interfered in the photochemical process, since under alkaline conditions the compound is more stable and the photodegradation rate decreases. Assays of the direct photolysis in effluent from the soaking process have shown that TCMTB degradation behaves similarly to aqueous solutions. The direct photolysis of the the simulated effluent from the soaking showed that a high concentration of the contaminant leads to a longer time of light irradiation for degradation. The application of natural light evidenced slower degradation, however, it was possible to observe degradation of up to 96% for the 6 mg L-1 concentration with 420 min. The use of the ozone oxidant as a treatment, achieved 40% removal of the contaminant for 30 min of treatment, indicating the high stability of the compound. Therefore, this work highlights the potential of the use of direct photolysis (artificial light), or solar radiation (natural light) for the vii degradation of emerging contaminants such as 2 (thiocyanomethylthio) benzothiazole (TCMTB).

Os contaminantes emergentes são considerados compostos onipresentes em águas, portanto investigar a degradação e comportamento dessas substâncias torna-se necessária, pois é reportado que estes compostos causam efeitos adversos em seres vivos. O composto 2-(tiocianometiltio) benzotiazol (TCMTB), considerado um contaminante emergente, é amplamente empregado na indústria do couro como biocida com a finalidade de inibir o desenvolvimento de microrganismos na pele. Sendo assim, o objetivo do presente trabalho foi estudar a degradação do contaminante emergente TCMTB, por meio das técnicas de fotólise direta com radiação UV, radiação solar e oxidação com ozônio. Experimentos de fotólise direta do TCMTB, em soluções aquosas com diferentes concentrações, em efluente do processo de remolho e efluente simulado do remolho, foram conduzidos em reator com lâmpada de vapor de mercúrio (250 W). O teste de hidrólise foi realizado protegido da luz, a temperatura ambiente com diferentes concentrações do TCMTB para observar o comportamento do contaminante na ausência de luz. O maior coeficiente de absorção molar foi medido e identificado em 220 e 280 nm como 20489 e 11317 M-1 cm-1, respectivamente, para pH 5,0. Os resultados experimentais da fotodegradação mostraram que TCMTB foi rapidamente degradado por fotólise direta em soluções aquosas em 30 min de tratamento fotolítico. Os resultados do estudo do pH, demonstraram que pH interfere no processo fotoquímico, uma vez que em condições alcalinas o composto é mais estável e a taxa de fotodegradação diminui. Os ensaios com o efluente do processo de remolho mostraram que a degradação do TCMTB tem comportamento semelhante às soluções aquosas. O efluente simulado do remolho mostrou que uma alta concentração do contaminante leva a um maior tempo de irradiação de luz para a degradação. A aplicação de luz natural evidenciou degradação mais lenta, mas ainda assim, foi possível observar degradação de até 96% para a concentração de 6 mg L-1 em 420 min. A utilização do oxidante ozônio como tratamento, alcançou 40% de remoção do contaminante em 30 min, assinalando a alta estabilidade do composto. Portanto, este trabalho aponta o potencial do uso de fotólise direta (luz v artificial), ou radiação solar (luz natural) para a degradação de contaminantes emergentes como o 2 (tiocianometiltio) benzotiazol (TCMTB). / Emerging contaminants are considered omnipresent compounds in water, thus investigate the degradation and behavior of these substances becomes necessary as it is reported that these compounds cause adverse effects on living beings. The 2- (thiocyanomethylthio) benzothiazole compound (TCMTB), considered an emerging contaminant, is widely used in the leather industry as a microbicide for the purpose of inhibiting the development of microorganisms in the skin and leather. In this context, the purpose of the present work was to study the degradation of the emerging contaminant TCMTB by direct photolysis with UV radiation, solar radiation and ozone. Experiments of direct photolysis of the TCMTB in aqueous solutions with different concentrations, in the effluent from the soaking process were conducted in a reactor with mercury vapor lamp (250 W). The hydrolysis test was performed protected from light at room temperature with different concentrations of TCMTB to observe the behavior of the contaminant in the absence of light. The highest molar absorption coefficient was measured and identified at 220 and 280 nm as 20489 and 11317 M-1 cm -1, respectively, at pH 5.0. The experimental results of photodegradation showed that TCMTB was rapidly degraded by direct photolysis in aqueous solutions in 30 min of photolytic treatment. The results of the pH study showed that pH interfered in the photochemical process, since under alkaline conditions the compound is more stable and the photodegradation rate decreases. Assays of the direct photolysis in effluent from the soaking process have shown that TCMTB degradation behaves similarly to aqueous solutions. The direct photolysis of the the simulated effluent from the soaking showed that a high concentration of the contaminant leads to a longer time of light irradiation for degradation. The application of natural light evidenced slower degradation, however, it was possible to observe degradation of up to 96% for the 6 mg L-1 concentration with 420 min. The use of the ozone oxidant as a treatment, achieved 40% removal of the contaminant for 30 min of treatment, indicating the high stability of the compound. Therefore, this work highlights the potential of the use of direct photolysis (artificial light), or solar radiation (natural light) for the vii degradation of emerging contaminants such as 2 (thiocyanomethylthio) benzothiazole (TCMTB).

Os sistemas de armazenamento de combustível podem apresentar vulnerabilidade á contaminação tanto química quanto microbiana, comprometendo a qualidade final do produto. Este trabalho teve como objetivo selecionar antimicrobianos para utilização no controle da contaminação microbiana de misturas diesel/biodiesel armazenadas e monitorar a degradação química deste combustível. Foram estudados dezoito diferentes produtos antimicrobianos indicados para utilização em combustíveis, quanto ao seu espectro de ação e dosagens contra diferentes grupos microbianos em diferentes tipos de misturas diesel/biodiesel, através de testes em laboratório e em campo. A degradação química da fase oleosa foi monitorada através de testes específicos para algumas características indicativas de qualidade e a análise da degradação microbiana foi acompanhada com espectrometria de infravermelho. Foi realizada a avaliação de um KIT comercial para a detecção de ATP por bioluminescência com a bactéria Pseudomonas e um inóculo não caracterizado ( ASTM1259-10) em fase aquosa (meio mineral e água de drenagem de tanques de estocagem). A toxicidade da fase aquosa que esteve em contato com a mistura B10 e um aditivo selecionado foi avaliada com o uso das espécies Lactuca sativa L. (alface) e Artemia salina Leach (micro-crustáceo), durante 30 dias. Um aditivo contendo 50% de oxazolidina como ativo antimicrobiano em sua formulação foi considerado efetivo para o controle preventivo da contaminação microbiana em misturas B10. Porém outras formulações contendo, isotiazolonas ou morfolinas podem constituir uma boa opção para tratamentos corretivos. O kit para determinação do ATP por bioluminescência testado neste estudo, na forma como está projetado, não é adequado para estimar o grau de contaminação microbiana da fase aquosa proveniente de tanques de combustíveis. Os resultados de toxicidade mostram que tanto a água que esteve em contato com o combustível tratado (com o aditivo) e não tratado apresentaram toxicidade para os organismos estudados. Porém, a água que esteve em contato com o combustível tratado com o biocida mostrou alta toxicidade aguda para ambos os organismos-teste utilizados. / The fuel storage systems may present vulnerability to chemical as well as microbial contamination, compromising final product quality. This goal was to select antimicrobials for use in the control of microbial contamination of diesel/biodiesel blends stored and monitor aspects of chemical degradation of the fuel. 18 different antimicrobial products suitable for use in fuels, as their spectrum of activity against different microbial groups and dosages, in different types of diesel/biodiesel blends by means of laboratory tests and field were studied. The chemical degradation of the oil phase was monitored using specific tests for certain characteristics indicative of quality and analysis of microbial degradation was monitored with infrared spectrometry. The evaluation of a commercial kit for the ATP bioluminescence detection in aqueous phase with Pseudomonas and a uncharacterized inoculum (ASTM1259 -10) (mineral medium and natural bottom water from storage tanks) was performed. The toxicity of aqueous phase which was in contact with the B10 blend and selected additive was evaluated with the use of the species Lactuca sativa L. (Lettuce) and Artemia salina Leach (microcrustacean) for 30 days. An additive containing 50% oxazolidine as antimicrobial agent in its formulation was considered effective for preventive control of microbial mixtures B10. But other formulations containing isothiazolones or morpholines could be a good option for corrective treatment. The kit for determination of ATP bioluminescence tested in this study as designed it’s unappropriate to estimate the degree of microbial contamination of the aqueous phase from the fuel tank. The toxicity results show that both the water that was in contact with the treated fuel (with additive) and untreated showed toxicity to studied organisms. However, the water that was in contact with the biocide treated fuel showed high acute toxicity to both test organisms used.

Os contaminantes emergentes são considerados compostos onipresentes em águas, portanto investigar a degradação e comportamento dessas substâncias torna-se necessária, pois é reportado que estes compostos causam efeitos adversos em seres vivos. O composto 2-(tiocianometiltio) benzotiazol (TCMTB), considerado um contaminante emergente, é amplamente empregado na indústria do couro como biocida com a finalidade de inibir o desenvolvimento de microrganismos na pele. Sendo assim, o objetivo do presente trabalho foi estudar a degradação do contaminante emergente TCMTB, por meio das técnicas de fotólise direta com radiação UV, radiação solar e oxidação com ozônio. Experimentos de fotólise direta do TCMTB, em soluções aquosas com diferentes concentrações, em efluente do processo de remolho e efluente simulado do remolho, foram conduzidos em reator com lâmpada de vapor de mercúrio (250 W). O teste de hidrólise foi realizado protegido da luz, a temperatura ambiente com diferentes concentrações do TCMTB para observar o comportamento do contaminante na ausência de luz. O maior coeficiente de absorção molar foi medido e identificado em 220 e 280 nm como 20489 e 11317 M-1 cm-1, respectivamente, para pH 5,0. Os resultados experimentais da fotodegradação mostraram que TCMTB foi rapidamente degradado por fotólise direta em soluções aquosas em 30 min de tratamento fotolítico. Os resultados do estudo do pH, demonstraram que pH interfere no processo fotoquímico, uma vez que em condições alcalinas o composto é mais estável e a taxa de fotodegradação diminui. Os ensaios com o efluente do processo de remolho mostraram que a degradação do TCMTB tem comportamento semelhante às soluções aquosas. O efluente simulado do remolho mostrou que uma alta concentração do contaminante leva a um maior tempo de irradiação de luz para a degradação. A aplicação de luz natural evidenciou degradação mais lenta, mas ainda assim, foi possível observar degradação de até 96% para a concentração de 6 mg L-1 em 420 min. A utilização do oxidante ozônio como tratamento, alcançou 40% de remoção do contaminante em 30 min, assinalando a alta estabilidade do composto. Portanto, este trabalho aponta o potencial do uso de fotólise direta (luz v artificial), ou radiação solar (luz natural) para a degradação de contaminantes emergentes como o 2 (tiocianometiltio) benzotiazol (TCMTB). / Emerging contaminants are considered omnipresent compounds in water, thus investigate the degradation and behavior of these substances becomes necessary as it is reported that these compounds cause adverse effects on living beings. The 2- (thiocyanomethylthio) benzothiazole compound (TCMTB), considered an emerging contaminant, is widely used in the leather industry as a microbicide for the purpose of inhibiting the development of microorganisms in the skin and leather. In this context, the purpose of the present work was to study the degradation of the emerging contaminant TCMTB by direct photolysis with UV radiation, solar radiation and ozone. Experiments of direct photolysis of the TCMTB in aqueous solutions with different concentrations, in the effluent from the soaking process were conducted in a reactor with mercury vapor lamp (250 W). The hydrolysis test was performed protected from light at room temperature with different concentrations of TCMTB to observe the behavior of the contaminant in the absence of light. The highest molar absorption coefficient was measured and identified at 220 and 280 nm as 20489 and 11317 M-1 cm -1, respectively, at pH 5.0. The experimental results of photodegradation showed that TCMTB was rapidly degraded by direct photolysis in aqueous solutions in 30 min of photolytic treatment. The results of the pH study showed that pH interfered in the photochemical process, since under alkaline conditions the compound is more stable and the photodegradation rate decreases. Assays of the direct photolysis in effluent from the soaking process have shown that TCMTB degradation behaves similarly to aqueous solutions. The direct photolysis of the the simulated effluent from the soaking showed that a high concentration of the contaminant leads to a longer time of light irradiation for degradation. The application of natural light evidenced slower degradation, however, it was possible to observe degradation of up to 96% for the 6 mg L-1 concentration with 420 min. The use of the ozone oxidant as a treatment, achieved 40% removal of the contaminant for 30 min of treatment, indicating the high stability of the compound. Therefore, this work highlights the potential of the use of direct photolysis (artificial light), or solar radiation (natural light) for the vii degradation of emerging contaminants such as 2 (thiocyanomethylthio) benzothiazole (TCMTB).

Os sistemas de armazenamento de combustível podem apresentar vulnerabilidade á contaminação tanto química quanto microbiana, comprometendo a qualidade final do produto. Este trabalho teve como objetivo selecionar antimicrobianos para utilização no controle da contaminação microbiana de misturas diesel/biodiesel armazenadas e monitorar a degradação química deste combustível. Foram estudados dezoito diferentes produtos antimicrobianos indicados para utilização em combustíveis, quanto ao seu espectro de ação e dosagens contra diferentes grupos microbianos em diferentes tipos de misturas diesel/biodiesel, através de testes em laboratório e em campo. A degradação química da fase oleosa foi monitorada através de testes específicos para algumas características indicativas de qualidade e a análise da degradação microbiana foi acompanhada com espectrometria de infravermelho. Foi realizada a avaliação de um KIT comercial para a detecção de ATP por bioluminescência com a bactéria Pseudomonas e um inóculo não caracterizado ( ASTM1259-10) em fase aquosa (meio mineral e água de drenagem de tanques de estocagem). A toxicidade da fase aquosa que esteve em contato com a mistura B10 e um aditivo selecionado foi avaliada com o uso das espécies Lactuca sativa L. (alface) e Artemia salina Leach (micro-crustáceo), durante 30 dias. Um aditivo contendo 50% de oxazolidina como ativo antimicrobiano em sua formulação foi considerado efetivo para o controle preventivo da contaminação microbiana em misturas B10. Porém outras formulações contendo, isotiazolonas ou morfolinas podem constituir uma boa opção para tratamentos corretivos. O kit para determinação do ATP por bioluminescência testado neste estudo, na forma como está projetado, não é adequado para estimar o grau de contaminação microbiana da fase aquosa proveniente de tanques de combustíveis. Os resultados de toxicidade mostram que tanto a água que esteve em contato com o combustível tratado (com o aditivo) e não tratado apresentaram toxicidade para os organismos estudados. Porém, a água que esteve em contato com o combustível tratado com o biocida mostrou alta toxicidade aguda para ambos os organismos-teste utilizados. / The fuel storage systems may present vulnerability to chemical as well as microbial contamination, compromising final product quality. This goal was to select antimicrobials for use in the control of microbial contamination of diesel/biodiesel blends stored and monitor aspects of chemical degradation of the fuel. 18 different antimicrobial products suitable for use in fuels, as their spectrum of activity against different microbial groups and dosages, in different types of diesel/biodiesel blends by means of laboratory tests and field were studied. The chemical degradation of the oil phase was monitored using specific tests for certain characteristics indicative of quality and analysis of microbial degradation was monitored with infrared spectrometry. The evaluation of a commercial kit for the ATP bioluminescence detection in aqueous phase with Pseudomonas and a uncharacterized inoculum (ASTM1259 -10) (mineral medium and natural bottom water from storage tanks) was performed. The toxicity of aqueous phase which was in contact with the B10 blend and selected additive was evaluated with the use of the species Lactuca sativa L. (Lettuce) and Artemia salina Leach (microcrustacean) for 30 days. An additive containing 50% oxazolidine as antimicrobial agent in its formulation was considered effective for preventive control of microbial mixtures B10. But other formulations containing isothiazolones or morpholines could be a good option for corrective treatment. The kit for determination of ATP bioluminescence tested in this study as designed it’s unappropriate to estimate the degree of microbial contamination of the aqueous phase from the fuel tank. The toxicity results show that both the water that was in contact with the treated fuel (with additive) and untreated showed toxicity to studied organisms. However, the water that was in contact with the biocide treated fuel showed high acute toxicity to both test organisms used.

Os sistemas de armazenamento de combustível podem apresentar vulnerabilidade á contaminação tanto química quanto microbiana, comprometendo a qualidade final do produto. Este trabalho teve como objetivo selecionar antimicrobianos para utilização no controle da contaminação microbiana de misturas diesel/biodiesel armazenadas e monitorar a degradação química deste combustível. Foram estudados dezoito diferentes produtos antimicrobianos indicados para utilização em combustíveis, quanto ao seu espectro de ação e dosagens contra diferentes grupos microbianos em diferentes tipos de misturas diesel/biodiesel, através de testes em laboratório e em campo. A degradação química da fase oleosa foi monitorada através de testes específicos para algumas características indicativas de qualidade e a análise da degradação microbiana foi acompanhada com espectrometria de infravermelho. Foi realizada a avaliação de um KIT comercial para a detecção de ATP por bioluminescência com a bactéria Pseudomonas e um inóculo não caracterizado ( ASTM1259-10) em fase aquosa (meio mineral e água de drenagem de tanques de estocagem). A toxicidade da fase aquosa que esteve em contato com a mistura B10 e um aditivo selecionado foi avaliada com o uso das espécies Lactuca sativa L. (alface) e Artemia salina Leach (micro-crustáceo), durante 30 dias. Um aditivo contendo 50% de oxazolidina como ativo antimicrobiano em sua formulação foi considerado efetivo para o controle preventivo da contaminação microbiana em misturas B10. Porém outras formulações contendo, isotiazolonas ou morfolinas podem constituir uma boa opção para tratamentos corretivos. O kit para determinação do ATP por bioluminescência testado neste estudo, na forma como está projetado, não é adequado para estimar o grau de contaminação microbiana da fase aquosa proveniente de tanques de combustíveis. Os resultados de toxicidade mostram que tanto a água que esteve em contato com o combustível tratado (com o aditivo) e não tratado apresentaram toxicidade para os organismos estudados. Porém, a água que esteve em contato com o combustível tratado com o biocida mostrou alta toxicidade aguda para ambos os organismos-teste utilizados. / The fuel storage systems may present vulnerability to chemical as well as microbial contamination, compromising final product quality. This goal was to select antimicrobials for use in the control of microbial contamination of diesel/biodiesel blends stored and monitor aspects of chemical degradation of the fuel. 18 different antimicrobial products suitable for use in fuels, as their spectrum of activity against different microbial groups and dosages, in different types of diesel/biodiesel blends by means of laboratory tests and field were studied. The chemical degradation of the oil phase was monitored using specific tests for certain characteristics indicative of quality and analysis of microbial degradation was monitored with infrared spectrometry. The evaluation of a commercial kit for the ATP bioluminescence detection in aqueous phase with Pseudomonas and a uncharacterized inoculum (ASTM1259 -10) (mineral medium and natural bottom water from storage tanks) was performed. The toxicity of aqueous phase which was in contact with the B10 blend and selected additive was evaluated with the use of the species Lactuca sativa L. (Lettuce) and Artemia salina Leach (microcrustacean) for 30 days. An additive containing 50% oxazolidine as antimicrobial agent in its formulation was considered effective for preventive control of microbial mixtures B10. But other formulations containing isothiazolones or morpholines could be a good option for corrective treatment. The kit for determination of ATP bioluminescence tested in this study as designed it’s unappropriate to estimate the degree of microbial contamination of the aqueous phase from the fuel tank. The toxicity results show that both the water that was in contact with the treated fuel (with additive) and untreated showed toxicity to studied organisms. However, the water that was in contact with the biocide treated fuel showed high acute toxicity to both test organisms used.

En esta tesis se estudió el fraccionamiento de aceites esenciales obtenidos de plantas aromáticas comunes en el país mediante el uso de dióxido de carbono supercrítico, con el objetivo de obtener compuestos o fracciones con actividad biocida. Se seleccionaron tres plantas: Tagetes minuta, Salvia officinalis y Mentha piperita. La extracción del aceite esencial se realizó mediante hidrodestilación, determinándose su composición mediante cromatografía de gases. Como parte de esta tesis, se construyó un equipo experimental de alta presión, con el cual se realizaron mediciones de solubilidad y composición de la fase supercrítica para cada sistema [CO2 + aceite esencial] en distintas condiciones de presión y temperatura (70–120 bar, 313–323 K), utilizando el método dinámico o de gas saturado. Se realizaron también ensayos de fraccionamiento semicontinuo para determinar la influencia de la composición en el grado de separación. Con los resultados experimentales obtenidos se validó un modelo termodinámico predictivo basado en la ecuación de estado a contribución grupal (GC-EOS), previo ajuste de los parámetros necesarios con datos provenientes de otras fuentes. Utilizando dicho modelo como base, y reduciendo la complejidad de los sistemas en términos de dos o tres pseudo-componentes, se realizaron simulaciones de columnas de fraccionamiento de múltiples etapas en contra-corriente, analizando la influencia de las variables operativas (presión, temperatura, relación solvente/ alimentación, relación de reflujo, etc.) con el objetivo de hallar condiciones recomendables de operación para separar los compuestos biocidas de interés. En el análisis, se utilizaron herramientas y consideraciones de la Ingeniería del Equilibrio de Fases. En el caso del aceite de T. minuta se procuró separar la fracción de cetonas insaturadas (ocimenonas); en el caso del aceite de S. officinalis se planteó la purificación de la fracción de monoterpenos oxigenados, separándolos a la vez de los hidrocarburos y de los sesquiterpenos; en el caso del aceite de M. piperita se planteó la separación de mentona y mentol. La actividad biocida de las fracciones obtenidas experimentalmente a partir del aceite de T. minuta fueron ensayadas frente a dos parásitos: el gorgojo del maíz y el nemátodo del nudo de la raíz. / The fractionation of essential oils from local aromatic species using supercritical carbon dioxide was studied, in order to obtain compounds or fractions with biocidal activity. Three species were chosen: Tagetes minuta, Salvia officinalis y Mentha piperita. The essential oil was extracted by hydrodistillation and its composition determined by gas chromatography. As a part of this project, a lab-scale high-pressure experimental apparatus was built. With this equipment, measurements of solubility and composition in the supercritical phase were performed for each [CO2 + essential oil] system at different pressure and temperature conditions (70–120 bar, 313–323 K), using a dynamic or gas saturated method. Semi-continuous fractionation experiments were also carried out in order to determine the effect of composition in the separation performance. With the experimental data a predictive thermodynamic model based on the group contribution equation of state (GC-EOS) was validated, after fitting the necessary parameters with data from other sources. With this model as background, and reducing the systems complexity in terms of two or three pseudo-components, simulations of multistage counter-current columns were carried out, analyzing the influence of the operation parameters (pressure, temperature, solvent-to-feed ratio, reflux ratio, etc.), in order to find recommended conditions for the separation of the biocidal components. In this analysis, phase equilibrium engineering tools and considerations were applied. In the case of T. minuta, the goal was to isolate the unsaturated ketones fraction (ocimenones); in the case of S. officinalis the goal was the separation of the oxygenated monoterpenes fraction from both the hydrocarbon and the sesquiterpene fraction; finally in the case of M. piperita the separation between menthone and menthol was proposed. The biocidal activity of the fractions obtained experimentally from T. minuta oil was tested against the corn weevil and the root knot nemathod.

Orientador: Cecília Laluce / Resumo: A contaminação bacteriana nas destilarias de etanol é um problema crônico que afeta o rendimento, na medida em que esses microrganismos competem pelo substrato a ser convertido em álcool pelas leveduras e liberam produtos indesejados no meio. A adição de ácido sulfúrico ao inóculo é a prática mais utilizada no controle dessas bactérias, contudo é uma substância de baixa eficácia, que também afeta a levedura. Antibacterianos utilizados complementarmente devem levar em conta a seletividade; o espectro de ação; e ainda restrições em fermentações que utilizam o excedente de levedura para ração animal. Nesse contexto, esse trabalho se propôs a estudar diversos biocidas, com base na literatura e desempenho em outras áreas. Foram realizadas fermentações por bateladas em frascos agitados em condições operacionais padrão (pH, temperatura, concentração de açúcares) com recuperação de células ao final de cada ciclo, reproduzindo o processo industrial. Os inóculos contendo leveduras e bactérias foram tratados com os seguintes produtos: peróxido de hidrogênio aditivado com prata; cloro oxigenado; triclorocarbanilida; cloreto de benzalcônio; digluconato de clorexidina; maitenina; salinomicina, e agentes quelantes EDTA e HEDTA, além dos produtos referência (beta ácido de lúpulo e monensina). Ao final das fermentações foram analisadas a população de bactérias, a viabilidade da levedura, e os teores de ácido lático e etanol. O biocida a base de peróxido, na dose 1.000 ppm não mostrou a mesma ... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Bacterial contamination in ethanol distilleries is a chronic problem that affecting the yield, once these microorganisms compete for the substrate to be converted to alcohol by yeast, as well as release undesired products in the medium. The addition of sulfuric acid to the inoculum is the most used practice to control such bacteria, but is a substance of low efficacy, which also affects the yeast. Antibacterial used in addition should take into account the selectivity; spectrum; and also restriction in fermentation that uses yeast surplus for animal feed. In this context, this work proposes to study various biocides, based on the literature and performance in other areas. Batch fermentations were performed in shake flasks under standard operational conditions (pH, temperature, sugar concentration) with a recovery of cells at the end of each cycle, reproducing the industrial process. The inoculum containing yeast and bacteria were treated with hydrogen peroxide plus silver; oxygenated chlorine; trichlorocarbanilide plus benzalkonium chloride; chlorhexidine digluconate; maytenin; salinomycin, and chelating agents EDTA and HEDTA, indeed the reference products (beta hops acid and monensin). At the end of fermentations were performed analysis of population of bacteria, yeast viability and lactic acid and ethanol concentration. The peroxide-based biocide in the dose 1000 ppm did not showed the same efficacy recorded in preliminary tests in vitro, which showed a MIC of 200 ppm for l... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor