Thesis (Ph. D.)--University of Texas at Austin, 2004. / Supervisor: Jennifer S. Brodbelt. Vita. Includes bibliographical references. Also available from UMI.

Thesis (Ph. D.)--University of Oregon, 2004. / Typescript. Includes vita and abstract. Includes bibliographical references (leaves 216-223). Also available for download via the World Wide Web; free to University of Oregon users.

Thesis (Ph. D.)--University of Hong Kong, 2009. / Includes bibliographical references (leaves 235-253) Also available online.

Thesis (doctoral)--Helsinki University of Technology, 2008. / Includes bibliographical references. Also available on the World Wide Web.

Thesis (Ph.D)--Chemical Engineering, Georgia Institute of Technology, 2010. / Committee Chair: Breedveld, Victor; Committee Chair: Hess, Dennis; Committee Member: Aidun, Cyrus; Committee Member: Deng, Yulin; Committee Member: Singh, Preet. Part of the SMARTech Electronic Thesis and Dissertation Collection.

Thesis (Ph. D.)--University of Washington, 2006. / Vita. Includes bibliographical references (leaves 142-152).

Polihidroxialcanoatos são polímeros 100% biodegradáveis produzidos intracelularmente por bactérias, que possuem características semelhantes às de polímeros de origem petrolífera e configuram uma alternativa a estes polímeros, os quais devido ao seu crescente acúmulo na natureza vêm se tornando um grave problema ambiental. O poli(3-hidroxibutirato) (PHB) é um poliéster que faz parte deste grupo, sendo o mais amplamente estudado. Visando o aproveitamento do soro de leite, que é gerado em volumes elevados na produção de queijo, e ainda uma possível redução de custos do processo de produção de PHB, este trabalho avaliou a produção deste polímero por meio das bactérias Alcaligenes latus e Bacillus megaterium. Inicialmente investigou-se o efeito de diferentes concentrações iniciais de lactose e de diferentes tempos de processo, em ensaio realizado em agitador orbital a 35 °C e 200 rpm. Definiu-se também qual das bactérias apresentou melhor desempenho e a concentração inicial de lactose por meio de ensaio em agitador orbital com as mesmas condições mencionadas anteriormente. Estes resultados foram avaliados por meio de planejamento experimental fatorial 2³ sem ponto central. Avaliou-se o efeito da neutralização do meio de cultivo preparado com o sobrenadante obtido após a precipitação ácida das proteínas do soro de leite com hidróxido de amônio (NH4OH), hidróxido de potássio (KOH) e hidróxido de sódio (NaOH) (soluções 10% m/v) por meio de análise estatística de um fator a vários níveis (ANOVA). Ainda, foram comparados (por meio de ANOVA) quatro meios de cultivo (produzidos com lactose, soro de leite, sobrenadante obtido após a precipitação ácida das proteínas do soro de leite, lactose extraída por processos de separação por membranas) por meio de ensaio em agitador orbital nas mesmas condições previamente mencionadas. O meio que proporcionou maior concentração final de PHB foi utilizado em ensaio em biorreator de bancada, a 35 °C e pH controlado em 6,5. Na primeira fase, identificou-se que para a bactéria A. latus a concentração inicial de lactose mais adequada foi a de 20 g.L-1, com produção máxima de PHB de 0,55 g.L-1 em 12 horas, enquanto que para a bactéria B. megaterium foi de 16 g.L-1, com produção máxima de PHB de 0,095 g.L-1 também em 12 horas. Com a posterior análise estatística, verificou-se que não houve diferença significativa na geração de produto com as concentrações iniciais de lactose de 16 e 20 g.L-1. A bactéria que proporcionou maior produção de polímero foi a A. latus, enquanto o meio foi o composto pelo sobrenadante obtido após a precipitação ácida das proteínas do soro de leite (neutralizado com hidróxido de amônio - melhor resultado na neutralização). No ensaio em biorreator de bancada (TecBio 7,5, Tecnal, Brasil), constatou-se que o tempo total de processo foi de 11,6 horas, com máxima velocidade específica de crescimento de 0,428 h-1, máxima velocidade específica de formação de produto de 0,026 g.L-1.h-1, máxima velocidade específica de consumo de substrato de 1,036 g.L-1.h-1, fator de rendimento em células de 0,211 g.g-1, fator de rendimento em produto de 0,024 g.g-1 e produtividade volumétrica de 0,014 g.L-1.h-1. Ainda, por meio de caracterização do PHB extraído e do PHB padrão por calorimetria exploratória diferencial, termogravimetria e espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier, verificou-se que o polímero produzido possui propriedades semelhantes às do padrão, demonstrando que a produção de PHB por A. latus e B. megaterium utilizando soro de leite é factível. / Submitted by Ana Guimarães Pereira (agpereir@ucs.br) on 2016-07-01T14:29:10Z No. of bitstreams: 1 Dissertacao Karina Hammel Berwig.pdf: 2733803 bytes, checksum: fc3f784dd87e48cbeb45f4a3784a5219 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-01T14:29:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Karina Hammel Berwig.pdf: 2733803 bytes, checksum: fc3f784dd87e48cbeb45f4a3784a5219 (MD5) Previous issue date: 2016-07-01 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior, CAPES. / Polyhydroxyalkanoates are 100% biodegradable polymers produced intracellularly by bacteria, and have characteristics similar to petroleum-based polymers. They emerge as an alternative to recalcitrant polymers, that because of its growing accumulation in nature are becoming a serious environmental problem. Poly(3-hydroxybutyrate) (PHB) is a polyester which is part of this group, being the most studied. In order to utilize whey, which is generated in large volumes in cheese production, and also to enable a possible cost reduction of the PHB production process, this study evaluated the production of this polymer by Alcaligenes latus e Bacillus megaterium. First of all, the effect of different initial lactose concentrations and different process times were investigated in an orbital shaker at 35 °C and 200 rpm. In addition, it was defined which bacteria showed best results and also the appropriate initial lactose concentration in an orbital shaker in the same conditions mentioned. The results were evaluated by a factorial 2³ (without central point) experimental design. The neutralization of the medium (prepared with the supernatant obtained after the acid protein precipitation of whey) with ammonium hydroxide (NH4OH), potassium hydroxide (KOH) and sodium hydroxide (NaOH) (10% w/v solutions) was evaluated by a one factor statistical analysis (ANOVA). Also, four culture mediums (lactose, whey, supernatant obtained after acid protein precipitation of whey, lactose obtained by membrane filtration of whey) were compared through an experiment in orbital shaker in the same conditions used before. The results were also evaluated by a one factor statistical analysis. The medium with the best results was used in a bioreactor experiment, at 35 °C and pH controlled at 6.5. For A. latus the most appropriate initial lactose concentration was 20 g.L-1, with a maximum PHB concentration of 0.55 g.L-1 in 12 hours. For B. megaterium, the initial lactose concentration was 16 g.L-1, and a maximum PHB concentration of 0.095 g.L-1 also in 12 hours. With the posterior statistical analysis it was seen that there was no significant difference in PHB production with initial lactose concentrations of 16 and 20 g.L-1. A. latus showed better results for PHB production, while the best medium was the one produced with the supernatant obtained after acid protein precipitation of whey (neutralized with ammonium hydroxide - best neutralization results). In the bioreactor experiment was observed that the total process time was 11.6 hours, with a maximum specific growth rate of 0.428 h-1, maximum specific product formation rate of 0.026 g.L-1.h-1, maximum specific substrate consumption rate of 1.036 g.L-1.h-1, cell yield of 0.211 g.g-1, PHB yield of 0.024 g.g-1 and volumetric productivity of 0.014 g.L-1.h-1. Finally, it was seen, through the polymer characterization by differential scanning calorimetry, thermogravimetry and Infrared Spectroscopy with Fourier transform, that the produced polymer has similar characteristics to those of the standard PHB, showing that the production of PHB by A. latus and B. megaterium using milk whey is feasible.

Orientador: José Alcides Gobbo Junior / Banca: Rosane Aparecida G. Battistelle / Banca: Angela Maria Grossi / Resumo: É estimado que a geração de resíduos sólidos passará de 1,3 bilhão para 2,2 bilhões de toneladas até 2025, ocasionando problemas ambientais, sociais e, consequentemente, à saúde pública. A maior problemática neste aspecto envolve o destino inadequado dos resíduos, e no Brasil ainda se destina pouco resíduos à triagem para reciclagem ou compostagem. Neste cenário, as embalagens plásticas oriundas de fonte não renovável de energia possuem baixas taxas de reciclagem. Desta forma, surgem os bioplásticos como alternativa, por serem em sua maioria biodegradáveis. Este estudo visa discutir os aspectos comunicacionais relacionados diretamente às embalagens de bioplásticos e apresentar como a função comunicação nas embalagens podem contribuir para fornecer informações relevantes aos consumidores, a fim de minimizar o problema da destinação inadequada. Utilizou-se a pesquisa qualitativa como método a alcançar os objetivos propostos. Conclui-se que a comunicação, seja nas embalagens de plástico ou bioplástico, deve promover as ações nas pessoas: a não geração, a redução, a reutilização e a reciclagem de resíduos sólidos, gerando, desta forma, um ciclo de solução nas problemáticas abordadas neste estudo. / Abstract: It is estimated that the solid waste generation will grow from 1.3 billion to 2.2 billion tons by 2025, causing environmental and social problems and therefore, to public health.The biggest problem on this aspect involves the inappropriate disposal of waste and Brazil still intended for little waste sorting for recycling or composting. In this scenario, the plastic packaging from non-renewable energy source have low recycling rates. Thus, bioplastics come as an alternative because they are biodegradable in their majority. This study aims to discuss the communication aspects directly related to bioplastics packaging and presenting how communication function in packaging can help to providing relevant information to consumers in order to minimize the problem of improper disposal. The qualitative research was used as a method to achieve the proposed objectives. It can be concluded that communication, whether in plastic or bioplastic shall promote the actions on people about not generation, reduction, reuse and recycling of solid waste, thus creating a solution cycle on the addressed problems in this study. / Mestre

Polihidroxialcanoatos são polímeros 100% biodegradáveis produzidos intracelularmente por bactérias, que possuem características semelhantes às de polímeros de origem petrolífera e configuram uma alternativa a estes polímeros, os quais devido ao seu crescente acúmulo na natureza vêm se tornando um grave problema ambiental. O poli(3-hidroxibutirato) (PHB) é um poliéster que faz parte deste grupo, sendo o mais amplamente estudado. Visando o aproveitamento do soro de leite, que é gerado em volumes elevados na produção de queijo, e ainda uma possível redução de custos do processo de produção de PHB, este trabalho avaliou a produção deste polímero por meio das bactérias Alcaligenes latus e Bacillus megaterium. Inicialmente investigou-se o efeito de diferentes concentrações iniciais de lactose e de diferentes tempos de processo, em ensaio realizado em agitador orbital a 35 °C e 200 rpm. Definiu-se também qual das bactérias apresentou melhor desempenho e a concentração inicial de lactose por meio de ensaio em agitador orbital com as mesmas condições mencionadas anteriormente. Estes resultados foram avaliados por meio de planejamento experimental fatorial 2³ sem ponto central. Avaliou-se o efeito da neutralização do meio de cultivo preparado com o sobrenadante obtido após a precipitação ácida das proteínas do soro de leite com hidróxido de amônio (NH4OH), hidróxido de potássio (KOH) e hidróxido de sódio (NaOH) (soluções 10% m/v) por meio de análise estatística de um fator a vários níveis (ANOVA). Ainda, foram comparados (por meio de ANOVA) quatro meios de cultivo (produzidos com lactose, soro de leite, sobrenadante obtido após a precipitação ácida das proteínas do soro de leite, lactose extraída por processos de separação por membranas) por meio de ensaio em agitador orbital nas mesmas condições previamente mencionadas. O meio que proporcionou maior concentração final de PHB foi utilizado em ensaio em biorreator de bancada, a 35 °C e pH controlado em 6,5. Na primeira fase, identificou-se que para a bactéria A. latus a concentração inicial de lactose mais adequada foi a de 20 g.L-1, com produção máxima de PHB de 0,55 g.L-1 em 12 horas, enquanto que para a bactéria B. megaterium foi de 16 g.L-1, com produção máxima de PHB de 0,095 g.L-1 também em 12 horas. Com a posterior análise estatística, verificou-se que não houve diferença significativa na geração de produto com as concentrações iniciais de lactose de 16 e 20 g.L-1. A bactéria que proporcionou maior produção de polímero foi a A. latus, enquanto o meio foi o composto pelo sobrenadante obtido após a precipitação ácida das proteínas do soro de leite (neutralizado com hidróxido de amônio - melhor resultado na neutralização). No ensaio em biorreator de bancada (TecBio 7,5, Tecnal, Brasil), constatou-se que o tempo total de processo foi de 11,6 horas, com máxima velocidade específica de crescimento de 0,428 h-1, máxima velocidade específica de formação de produto de 0,026 g.L-1.h-1, máxima velocidade específica de consumo de substrato de 1,036 g.L-1.h-1, fator de rendimento em células de 0,211 g.g-1, fator de rendimento em produto de 0,024 g.g-1 e produtividade volumétrica de 0,014 g.L-1.h-1. Ainda, por meio de caracterização do PHB extraído e do PHB padrão por calorimetria exploratória diferencial, termogravimetria e espectroscopia no infravermelho com transformada de Fourier, verificou-se que o polímero produzido possui propriedades semelhantes às do padrão, demonstrando que a produção de PHB por A. latus e B. megaterium utilizando soro de leite é factível. / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior, CAPES. / Polyhydroxyalkanoates are 100% biodegradable polymers produced intracellularly by bacteria, and have characteristics similar to petroleum-based polymers. They emerge as an alternative to recalcitrant polymers, that because of its growing accumulation in nature are becoming a serious environmental problem. Poly(3-hydroxybutyrate) (PHB) is a polyester which is part of this group, being the most studied. In order to utilize whey, which is generated in large volumes in cheese production, and also to enable a possible cost reduction of the PHB production process, this study evaluated the production of this polymer by Alcaligenes latus e Bacillus megaterium. First of all, the effect of different initial lactose concentrations and different process times were investigated in an orbital shaker at 35 °C and 200 rpm. In addition, it was defined which bacteria showed best results and also the appropriate initial lactose concentration in an orbital shaker in the same conditions mentioned. The results were evaluated by a factorial 2³ (without central point) experimental design. The neutralization of the medium (prepared with the supernatant obtained after the acid protein precipitation of whey) with ammonium hydroxide (NH4OH), potassium hydroxide (KOH) and sodium hydroxide (NaOH) (10% w/v solutions) was evaluated by a one factor statistical analysis (ANOVA). Also, four culture mediums (lactose, whey, supernatant obtained after acid protein precipitation of whey, lactose obtained by membrane filtration of whey) were compared through an experiment in orbital shaker in the same conditions used before. The results were also evaluated by a one factor statistical analysis. The medium with the best results was used in a bioreactor experiment, at 35 °C and pH controlled at 6.5. For A. latus the most appropriate initial lactose concentration was 20 g.L-1, with a maximum PHB concentration of 0.55 g.L-1 in 12 hours. For B. megaterium, the initial lactose concentration was 16 g.L-1, and a maximum PHB concentration of 0.095 g.L-1 also in 12 hours. With the posterior statistical analysis it was seen that there was no significant difference in PHB production with initial lactose concentrations of 16 and 20 g.L-1. A. latus showed better results for PHB production, while the best medium was the one produced with the supernatant obtained after acid protein precipitation of whey (neutralized with ammonium hydroxide - best neutralization results). In the bioreactor experiment was observed that the total process time was 11.6 hours, with a maximum specific growth rate of 0.428 h-1, maximum specific product formation rate of 0.026 g.L-1.h-1, maximum specific substrate consumption rate of 1.036 g.L-1.h-1, cell yield of 0.211 g.g-1, PHB yield of 0.024 g.g-1 and volumetric productivity of 0.014 g.L-1.h-1. Finally, it was seen, through the polymer characterization by differential scanning calorimetry, thermogravimetry and Infrared Spectroscopy with Fourier transform, that the produced polymer has similar characteristics to those of the standard PHB, showing that the production of PHB by A. latus and B. megaterium using milk whey is feasible.

Orientador: Marisa Masumi Beppu / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-16T01:55:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Moraes_MarianaAgostinide_M.pdf: 6610983 bytes, checksum: 6a0bd18a488acc990acac9560237163b (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: A utilização de polímeros de fontes renováveis vem sendo amplamente estudada tanto no campo biomédico quanto nas indústrias de embalagens. Polímeros naturais são, em geral, biodegradáveis, biocompatíveis e podem ser obtidos a custos relativamente baixos. Biopolímeros como o alginato de sódio e a fibroína de seda vêm se destacando como potenciais matériasprimas para a fabricação de membranas e de biomateriais. O objetivo deste trabalho foi explorar a possibilidade de se formar membranas de fibroína de seda com alginato de sódio, a fim de conjugar as propriedades desses biopolímeros, visando possíveis aplicações como biomaterial. Foi estudada a incorporação da fibroína no alginato de sódio sob diferentes formas, como a incorporação na forma de fios (para a obtenção de compósitos) e como solução (para a obtenção de blendas). Na obtenção da blenda de fibroína e alginato foi observada a formação de uma membrana composta majoritariamente de alginato, contendo glóbulos de fibroína, indicando separação microscópica de fases. Entretanto ocorreu interação entre os domínios hidrofílicos dos dois materiais, fato confirmado pelo DRX. A blenda apresentou espectro de FTIR similar ao do alginato, porém com picos característicos de conformação folha-b da fibroína. Para as análises de intumescimento em água, ângulo de contato, permeabilidade ao vapor d'água, resistência à tração, análises térmicas e citotoxicidade, a blenda apresentou comportamento intermediário entre seus componentes, contudo mais voltado para o alginato, presente em maior proporção na mesma. Através da formação da blenda com alginato de sódio foi possível melhorar as propriedades físicas da membrana quando comparadas com a membrana de fibroína pura. Com a incorporação dos fios de fibroína no alginato obteve-se um compósito com boa interação fibramatriz, observada pelos testes mecânicos e MEV. Os compósitos eram bastante maleáveis e apresentavam elevada resistência ao rasgo. As análises térmicas apresentaram picos de degradação dos dois componentes separadamente. Nenhuma das membranas obtidas neste trabalho apresentou citotoxicidade, sendo a viabilidade celular mantida entre 70 e 100%. Os materiais resultantes possuem potencial para serem explorados como biomateriais, entretanto testes específicos de utilização devem ser realizados. / Abstract: The use of polymers from renewable sources has been widely studied in the biomedical field as much as in the packaging industries. Natural polymers are, in general, biodegradable, biocompatible and can be obtained at low costs. Biopolymers such as sodium alginate and silk fibroin are potential raw-materials for production of membranes and biomaterials. The aim of this study was to explore the possibilities of forming membranes of silk fibroin with sodium alginate, in order to conjugate the properties of those biopolymers, for biomaterial applications. The incorporation of fibroin in sodium alginate under different forms was studied, such as the incorporation of silk as fibers (to obtain composites) or as solution (to obtain blends). The fibroin and alginate blend membrane was mainly composed by alginate, with fibroin globular domains, indicating micro-phase separation. However, interaction in the hydrophilic domains of the materials has occurred, confirmed by XRD. The blend presented FTIR spectrum similar to alginate, but with characteristic peaks of fibroin b-sheet conformation. For the degree of swelling in water, water contact angle, water vapor permeability, tensile strength, thermal analyses and cytotoxicity tests, the blend presented intermediate behavior between its components, however closer to alginate, which was present in higher proportion. Through the blend formation with sodium alginate, it was possible to improve the physical properties of the fibroin membrane. A composite with good fiber-matrix interaction was obtained through the incorporation of fibroin fibers in the alginate matrix. This fact was confirmed by mechanical tests and SEM. These composites were flexible and presented high resistance to tear. The thermal analyses presented degradation peaks of the two components, separately. None of the membranes prepared in this study presented cytotoxicity and the cellular viability was maintained between 70 and 100%. The materials present high potential to be explored as biomaterials, therefore specific tests are still necessary. / Mestrado / Engenharia de Processos / Mestre em Engenharia Química