Dissertação (Mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnologico / Made available in DSpace on 2016-01-08T21:26:38Z (GMT). No. of bitstreams: 1 110680.pdf: 5469157 bytes, checksum: 4e8a5b6100d99d299f8033cf1d528ce8 (MD5) Previous issue date: 1997 / Um reator airlíft com circlação externa construído em vidro foi desenvolvido utilizando relações geométricas sugeridas na literatura e dados obtidos através de estudos preliminares utilizando um biorreator de PVC. O comportamento hidrodinâmico do sistema foi estudado através da determinação do gas holdup e da velocidade superficial do líquido. Foi proposto um modelo para a determinação do coeficiente volumétrico de transferência de massa neste reator. Os resultados tiveram uma boa concordância quando comparados com a literatura. Verificou-se a presença de dois regimes de bolhas, homogêneo e heterogêneo e uma zona de transição entre os dois regimes. A velocidade de circulação do líquido mostrou ser influenciada pela diferença de gas holdup do riser e do downcomer, pelo gas holdup no riser e pela altura do biorreator. O desempenho do biorreator airlift foi avaliado através da realização de processos fermentativos em batelada com dois microrganismos: Saccharomyces cerevisiae e Alcaligenes eutrophus. Os resultados obtidos correspondem aos valores encontrados em fermentadores agitados clássicos (STR) utilizando os mesmos microrganismos, meios de cultura e fatores fisico-químicos. Portanto, conclui-se que os fermentadores airlift, mesmo que em escala laboratorial, atende as necessidades de transferência de massa e de agitação para os processos estudados.

Orientador: João Cláudio Thoméo / Banca: José Teixeira Freire / Banca: Maria Aparecida Mauro / Resumo: Este trabalho abrange o estudo das propriedades térmicas e estruturais de rejeitos agroindustriais utilizados como substrato em fermentação em estado sólido. Os materiais empregados foram bagaços de cana-de-açúcar e de laranja e farelo de trigo. Foram analisadas as distribuições de temperatura e de umidade no interior de um leito cilíndrico encamisado, empacotado com esses materiais e percolado por ar, de modo tentar explicar as transformações do sistema decorrentes da fermentação, a fim de propor e avaliar soluções tecnológicas para prováveis problemas de não uniformidade térmica e de umidade do meio. Inicialmente, analisaram-se algumas características estruturais de um meio poroso constituído por bagaço de cana, como densidade e porosidade, considerando diferentes técnicas de empacotamento e umidades das fibras, para avaliar a influência dessas propriedades sobre a temperatura na saída do leito. As técnicas adotadas consistiam em simplesmente despejar o bagaço no leito, submetê-lo à pressão com um peso e à vibração intensa. Foram empregadas cinco umidades distintas do material e se verificou que a forma de empacotamento apresenta maior influência na porosidade do leito com o aumento da umidade do meio. Nos testes com o leito percolado por ar utilizando-se bagaço seco, observouse que os perfis de temperatura não foram alterados pelas diferentes técnicas de empacotamento adotadas. Estudou-se também o comportamento higroscópico dos materiais, uma vez que o meio ao ser percolado por ar à temperatura e umidade relativa controladas, tende a entrar em equilíbrio higroscópico com o gás, sendo essa variável de grande importância para processos fermentativos. Tal estudo foi realizado através do método estático gravimétrico. Além disso, determinou-se a condutividade térmica efetiva ...(Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Thermal, structural and physical properties of agro industrial by-products for Solid State Fermentation (SSF) were studied in this work. Sugar cane bagasse, orange bagasse and wheat bran were the solid materials. Hygroscopic characteristics, stagnant effective thermal conductivity, bed voidage and temperature profile in a bed percolated by air were some properties obtained for non-reational sytems. Tests with reaction were carried out to assess enzymatic production. For the sugar cane bagasse it was measured particle density, bed bulk density and bed voidage (e). Three different packing techniques were applied: pouring the bagasse into the tube and gently accommodating the particles before adding up another portion of fibers (E1); pouring 5g of bagasse and pressuring it with a weight (3kN/m2) for 5min and adding up another 5g portion; pouring 5g of bagasse and shaking the bed for 5min in a sieve shaker and adding up another 5g portion (E3). Five initial bagasse moisture contents (M) were used and it was observed that e is influenced by M. Heat transfer experiments with sugar cane bagasse were conducted in a packed bed made up of a stainless steel tube 30cm long and 4,67cm diameter, divided in a entrance section 10cm long and a heating jacket section 20cm long. Temperatures were measured at the top of the heating section by five thermocouples axially placed above the bed and angular and radial temperature profiles were obtained. The outlet temperature profile was not influenced by the packing techniques and by the inlet air relative humidity, but it was noticed that the temperature measurements were affected by the surrounding conditions. At the end of the experiments an axial moisture profile in the porous media was observed. The hygroscopic characteristics of all materials were assessed in a wide range of temperature and air relative humidity, and it was...(Complete abstract click electronic access below) / Mestre

Orientador : Helia Harumi Sato / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-03T02:23:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Kawaguti_HaroldoYukio_M.pdf: 6446983 bytes, checksum: 322c35268d98115fc5103122648c562d (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: Isomaltulose é um dissacarídeo redutor, de baixo potencial cariogênico, utilizado comercialmente na produção de doces, confeitos e chocolates. A isomaltulose é obtida por conversão enzimática da sacarose e apresenta menor velocidade de hidrólise e formação de monossacarídeos no organismo, quando comparada com a sacarose. A isomaltulose é utilizada na produção de isomalte, uma mistura de açúcar-álcool de baixo valor calórico e não cariogênico, obtido por hidrogenação e empregada na formulação de produtos dietéticos e farmacêuticos. Neste trabalho, foi estudada a otimização do meio de cultivo de Erwinia sp D12 para a produção de glicosiltransferase, em frascos sob agitação, utilizando-se metodologia de planejamento experimental e análise de superfície de resposta, testando-se os componentes melaço de cana, peptona bacteriológica (Biobrás) e extrato de levedura (Prodex Lac SD®). A maior produção de glicosiltransferase foi obtida em meio de cultivo 2 composto por melaço de cana (160 g/L), peptona bacteriológica (Biobrás) (20 g/L) e extrato de levedura (Prodex Lac SD®) (15 g/L). Na fermentação da linhagem de Erwinia sp D12, neste meio de cultivo otimizado, em frascos sob agitação a 200 rpm, foi obtida 7,26 UA/mL após 15 horas de fermentação a 30°C, sendo que o custo deste meio de cultivo foi estimado em R$ 7,06 por litro. No estudo de otimização do meio de cultivo de Erwinia sp D12 para a produção de glicosiltransferase, em frascos sob agitação a 200 rpm, utilizando-se metodologia de planejamento experimental e análise de superfície de resposta, testando-se os componentes melaço de cana, água de maceração de milho e extrato de levedura (Prodex Lac SD®), a maior produção de glicosiltransferase foi obtida em meio de cultivo 3 composto por melaço de cana (100 g/L), água de maceração de milho (60 g/L), extrato de levedura (Prodex Lac SD®) (8 g/L) e K2HPO4 (0,1 g/L). Na fermentação da linhagem de Erwinia sp D12, neste meio de cultivo otimizado, em frascos sob agitação, foi obtida 6,65 UA/mL após 15 horas de fermentação a 30°C, sendo que o custo deste meio de cultivo foi estimado em R$ 0,20 por litro. No estudo da relação entre o tempo de fermentação, crescimento do microrganismo, alteração do pH do meio de cultivo e produção de glicosiltransferase pela linhagem Erwinia sp D12, em meio de cultivo 2 otimizado composto por melaço de cana (160 g/L), peptona bacteriológica (Biobrás) (20 g/L) e extrato de levedura (Prodex Lac SD®) (15 g/L), em fermentador de 5 litros, nas temperaturas de 24°C, 26°C, 28°C e 30°C, com agitação de 200 rpm e aeração de 1 vvm, a maior atividade de glicosiltransferase foi 14,61 UA/mL de meio de cultivo após 10 horas de fermentação, a 26°C. No estudo da conversão de sacarose em isomaltulose utilizando-se enzima livre, células livres e células imobilizadas em alginato de cálcio, de Erwinia sp D12, em processo em batelada, foram obtidas maiores taxas de conversão utilizando-se células livres e células imobilizadas. No estudo da imobilização de células de Erwinia sp D12, em alginato de cálcio, verificou-se que a solução 1,0% de alginato de sódio da marca Sigma, de alta viscosidade, pode ser substituído por solução 2,0% de alginato de sódio da marca Synth, de menor custo. Utilizando-se suspensão 40,0% (massa celular úmida/volume) de células de Erwinia sp D12 e solução 2,0% de alginato de sódio da marca Synth, para a imobilização de células, foi obtida 74,18% de conversão da sacarose em isomaltulose após 24 horas de reação, a 30°C / Abstract: Isomaltulose is a reducing disaccharide, of low cariogenic potential, used commercially in the production of candies and chocolates. Isomaltulose is produced by enzymatic conversion of sucrose and presents lower hydrolysis and monosaccharides formation in the organism, when compared with sucrose. Isomaltulose is used in the production of isomalte, a sugar-alcohol mixture of low caloric value that is not cariogenic and find application in to dietetics and pharmaceutical products. The optimization of culture medium for the production of glucosyltransferase by Erwinia sp D12, in shake flasks, was studied using experimental design methodology and surface response analysis. The medium components tested were sugar cane molasses, bacteriological peptone and yeast extract. The highest glucosyltransferase production was reached in culture medium 2 composed of 160 g/L of sugar cane molasses, 20 g/L of bacteriological peptone and 15 g/L of yeast extract. The cultivation of Erwinia sp D12 using the optimized medium under agitation at 30°C showed enzyme activity of 7,26 AU/mL after 15 hours, with estimated cost for the medium of R$ 7,06 per liter. A second medium optimization study was conducted using sugar cane molasses, com steep liquor and yeast extract. The culture medium 3 composition that showed highest glucosyltransferase production was composed of 100 g/L of sugar cane molasses, 60 g/L of com steep liquor, 8 g/L of yeast extract and 0,1 g/L of K2HPO4 after 15 hours of cultivation at 30°C, the enzyme activity on this medium was 6,65 AU/mL with the estimated medium cost around R$ 0,20 per liter. The relationship between fermentation time, growth of microorganism, change of medium pH and glucosyltransferase production was studied using 5 liters fermentation vessel, with culture medium 2 composed of 160 g/L of sugar cane molasses, 20 g/L of bacteriological peptone and 15 g/L of yeast extract, at 24ºC, 26ºC , 28ºC and 30ºC. The highest enzyme activity, 14,61 AU/mL, was reached after 10 hours, at 26ºC. The conversion of sucrose to isomaltulose, using free enzyme and also immobilized and free cells of Erwinia sp D12, was evaluated. The conversion rates were highest for free and immobilized cells. In the study of the immobilization of Erwinia sp D12 cells in calcium alginate, was verified that 1,0% sodium alginate solution (Sigma), that showed high viscosity, can be substituted to 2,0% sodium alginate solution (Synth) with lower cost. Using 40,0% cell suspension of Erwinia sp D12 and 2,0% sodium alginate solution for cell immobilization, the conversion rate from sucrose to isomaltulose was 74,18%, after 24 hours, at 30°C / Mestrado / Mestre em Ciência de Alimentos

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-graduação em Ecologia, Florianópolis, 2009 / Made available in DSpace on 2012-10-24T20:57:14Z (GMT). No. of bitstreams: 1 276208.pdf: 1155606 bytes, checksum: 02db951a03ba6e8a6371b3e60baa9e4f (MD5) / O presente estudo teve como objetivo caracterizar e analisar filogeneticamente bactérias anaeróbias oxidadoras de amônio (ANAMMOX) coletadas de bioreator de bancada de fluxo ascendente inoculado com lodo aclimatado proveniente de lagoa anaeróbia de um sistema de Lagoas de Tratamento de Dejetos de Suínos e padronizar técnica de Reação em Cadeia da Polimerase (PCR) objetivando amplificação de uma região de 436 pares de base (pb) correspondente a subunidade menor (16S rRNA) do ribossomo de bactérias ANAMMOX. Visando a identificação dos organismos presentes no bioreator, foram utilizadas as técnicas de PCR, clonagem e sequenciamento da região 16S rRNA e dos fragmentos de 436 pb amplificados. Os iniciadores desenvolvidos foram avaliados quanto sua especificidade e limite de detecção. Foram obtidos 29 clones, dos quais 17 carregavam o gene 16S rRNA e 12 carregavam o fragmento de 436 pb. Entre os 17 clones obtidos, três apresentaram 97% de identidade com ANAMMOX Candidatus Jettenia asiática e Planctomycete KSU-1, 12 tiveram identidade com Janthinobacterium (99%) e dois apresentaram similaridade com clones não cultivados. Dos clones carregando o fragmento de 436 pb, oito apresentaram 96-100% de semelhança com ANAMMOX Candidatus Anammoxoglobus propionicus, Planctomycete KSU-1 e Candidatus Jettenia asiatica. Um clone teve 99% de similaridade com Pseudomonas sp. e outros três clones apresentaram semelhança com clones não cultivados. Embora os iniciadores tenham amplificado fragmentos genômicos de organismos não-ANAMMOX, o teste de limite de detecção mostrou que com a PCR foi possível amplificar a região alvo usando concentrações extremamente baixas (0,3 ng) de material genético. A utilização de tais ferramentas (extração de material genômico e execução de PCR com os novos iniciadores aqui desenvolvidos) mostrou-se eficiente, econômica e de fácil execução para caracterização de organismos ANAMMOX, abrindo uma gama de oportunidades para ampliar nosso conhecimento sobre estas bactérias e consequentemente melhorar o tratamento de dejeto de suíno.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia e Biociências, Florianópolis, 2015. / Made available in DSpace on 2016-03-15T04:02:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 334747.pdf: 9033118 bytes, checksum: 027254caae7a74df7d45fa337ad31361 (MD5) Previous issue date: 2015 / O mercado de cogumelos comestíveis se expande rapidamente, demandando um aumento na sua produção. Para isso, é fundamental o fornecimento de inoculantes de qualidade, que na falta representa um gargalo importante na produção. Os grãos de cereais utilizados tradicionalmente na produção de inoculantes, fornecem nutrientes para o crescimento miceliano do fungo e o prepara para a rápida colonização do substrato. Esses são produzidos usando-se resíduos agrícolas, reciclando-se assim o material lignocelulósico. Alguns fungos comestíveis estão entre os únicos organismos capazes de degradar lignina, transformando-a em biomassa de valor nutricional. O objetivo deste trabalho foi desenvolver uma alternativa biotecnológica para o processo de fermentação em estado sólido, tradicionalmente utilizado na produção dos inoculantes. Um inoculante em alginato de cálcio foi desenvolvido utilizando o processo de fermentação submersa com aditivos nutrientes a fim de simular as condições do inoculante em grãos, induzindo a produção de enzimas lignocelulolíticas (peroxidases e ß-glicosidases). Foi possível cultivar Lentinula edodes e Pleurotus ostreatus var. florida em condições submersas com aeração em frascos estáticos utilizando farinha de trigo integral e serragem de eucalipto como aditivos e a biomassa obtida foi encapsulada em alginato de cálcio. Os inoculantes em alginato aditivados de L. edodes colonizaram o substrato mais rapidamente do que o inoculante em alginato não aditivado, mas não foram observadas diferenças de colonização entre os inoculantes em alginato de P. ostreatus var. florida. A viabilidade dos inoculantes em alginato foi mantida em 100 % por pelo menos seis meses, ultrapassando em quatro meses a viabilidade dos inoculantes tradicionais. Um biorreator airlift foi utilizado com sucesso no cultivo de P. ostreatus var. florida utilizando farelo de trigo como aditivo. Uma grande quantidade de biomassa foi obtida, assim como uma pequena produção de exopolissacarídeos. Atividade para as duas enzimas estudadas foi detectada. Este trabalho possibilitou a produção de um inoculante em alginato de cálcio de qualidade em menor tempo que o inoculante tradicional, com alta viabilidade, utilizando aditivos para preparar o metabolismo fúngico e com grande potencial para produção e uso comercial. O uso de um biorreator airlift se mostrou eficiente na produção de quantidades desejáveis de biomassa para a produção de inoculante.<br> / Abstract : The edible mushroom market is expanding rapidly, demanding an increased production. Ergo, it is necessary a regular supply of high quality grain spawn, making it the bottleneck of the process. The cereal grains used in spawn making provide nutrients for mycelium growth and prepare the fungus for the rapid colonization of the substrate. Mushrooms are grown on agro industrial residues, thus recycling the lignocellulosic materials. Some edible mushrooms are amongst the only organisms capable of degrading lignin, transforming this recalcitrant material in a valuable biomass. The aim of this work was to develop a biotechnological alternative to the solid-state fermentation, traditionally used to produce spawn. An alginate-based inoculant was developed using submerged fermentation using additives so to mimic the conditions in the grain spawn, inducing the fungi to produce lignocellulolytic enzymes, namely peroxidases and ß-glucosidases. It was possible to grow both Lentinula edodes and Pleurotus ostreatus var. florida in submerged conditions provided with aeration in static flasks using whole-wheat flour and eucalypt sawdust as additives. The biomass obtained was encapsulated in calcium alginate. The alginate-based inoculants were capable of colonizing the substrate for mushroom production. L. edodes additivated alginate inoculants colonized the substrate faster than the non-additivated alginate inoculant, but no differences in colonization were observed between P. ostreatus var. florida alginate inoculants. The inoculants maintained a 100 % viability for at least six months, surpassing in four months that for the traditional grain spawn. An airlift bioreactor was used to successfully cultivate P. ostreatus var. florida using wheat bran as additive. A high yield of biomass was obtained as well as a small production of exopolysaccharides. Activity for both enzymes studied was detected. This work made possible to produce an alginate inoculant of quality in less time than the grain spawn, with high viability, using additives to prepare the fungus metabolism with great potential for production and commercial use. The use of an airlift bioreactor proved to be efficient in producing desirable amounts of biomass for inoculant production.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Biológicas, Programa de Pós-graduação em Biotecnologia e Biociências, Florianópolis, 2013 / Made available in DSpace on 2013-12-05T22:22:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 319058.pdf: 1195939 bytes, checksum: 7a16d693bd3b53a8e32368cbf4998a3e (MD5) Previous issue date: 2013 / A quitosana é um polímero de larga aplicação, destacando-se por ser estável, atóxico, filmogênico e apresentar potencial elétrico natural. Apresenta também biodegradabilidade, biocompatibilidade e mucoadesividade, além de ação antioxidante e antimicrobiana. Em geral, a quitosana é um produto derivado da quitina de crustáceos oriundos da indústria pesqueira. Seu fornecimento é afetado por instabilidades climáticas, carecendo de controle de qualidade e padronização da matéria-prima. Adicionalmente, os processos de extração são demorados e com considerável impacto ambiental. Estudos têm evidenciado o potencial de produção de quitosana prontamente extraível de microrganismos. Esse processo tem a vantagem do total acompanhamento do processo, do baixo custo e a possibilidade de controle de qualidade da matéria-prima. Além do mais, os processos de extração e purificação são mais rápidos e menos poluentes. Nesse contexto, a possibilidade de uma produção padronizada, aliada à extração facilitada e menor probabilidade de efeitos toxicológicos dos extratos de origem marinha, são diferenciais que motivaram este trabalho. O Laboratório de Bioprocessos da UFSC vem trabalhando no desenvolvimento de processos para o cultivo de microrganismos em biorreatores para produção de biomassa e obtenção de substâncias bioativas, sendo este trabalho parte de suas pesquisas. Além de avaliar biomassa residual da extração de betaglucanas e glucomananas de um fungo basidiomiceto para a obtenção de quitosana, também se isolou e estudou o processo de produção e extração de aminopolissacarídeos de cultivo submerso em biorreator airlift e biorreator de tanque agitado. Optou-se por metodologias de extração heterogênea (termoquímica) e os resultados obtidos apontam consideráveis diferenças entre os dois fungos. As diferenças são relacionadas tanto aos cultivos, quanto aos processos necessários para a extração dos materiais de interesse, além do rendimento, produtividade e qualidade dos mesmos. Os resultados reafirmam que fungos da ordem Mucorales destacam-se como alternativa para a produção de amino polissacarídeos, sobretudo quitosana. Assim, a busca por novos isolados, o aprimoramento das condições de cultivo e de extração dos compostos são os indicativos importantes a serem seguidos .<br>

Orientador: Nelson Eduardo Duran Caballero / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-21T11:03:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rettori_Daniel_M.pdf: 1599329 bytes, checksum: aed98aebab06459e3c12b58b794e9dae (MD5) Previous issue date: 1996 / Mestrado

Orientador: Silvio Roberto Andrietta / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-03T18:14:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ferreira_RobertaMiranda_M.pdf: 5479308 bytes, checksum: 4b53aece6a726bba46d2ccf4072d7b31 (MD5) Previous issue date: 2003 / Resumo: Este trabalho teve como objetivo modelar matematicamente um biorreator tipo torre de leito pseudo-expandido. Diferentes modelos cinéticos foram testados para descrever o comportamento deste biorreator em diferentes condições de operação. A cepa utilizada nos experimentos foi selecionada em função de sua capacidade de floculação, principal requisito para manutenção da linhagem imobilizada no biorreator. Os experimentos foram realizados em dois biorreatores tipo torre operando em paralelo, alimentados de forma independente com mesma vazão e concentração de substrato. Os ensaios consistiram em nove diferentes condições de operação e para cada condição foram coletadas doze amostras de cada reator ao longo de sua altura. A concentração de substrato foi variada de 155 a 279 g/L e a vazão de alimentação de 9,7 a 16,5 mL/min. Os resultados mostraram que as menores concentrações de substrato na saída do reator foram obtidas para ensaios com menores taxas de aplicação de substrato (g de substrato/hora) utilizada. Os níveis de conversão nos biorreatores foram próximos de 80% para a maioria dos experimentos. Para a determinação dos parâmetros cinéticos, foi utilizado um programa computacional desenvolvido em DELPHI 5.0. Os modelos estudados foram: JIN et aI. (1981), SEVELY et aI. (1981), TOSETTO & ANDRlETTA (2002) que levam em consideração um único substrato (ART). Outro modelo proposto neste trabalho que leva em consideração a presença de duas fontes de substrato e a hidrólise da sacarose foi estudado. O modelo proposto por JIN et. ai. (1981) mostrou o melhor ajuste para os dados experimentais; porém, os valores dos parâmetros cinéticos apresentaram grandes variações entre os experimentos. O modelo. proposto por TOSETTO & ANDRlETTA (2002) foi o que apresentou menor oscilação nos valores dos parâmetros cinéticos. O modelo proposto neste trabalho foi capaz de descrever satisfatoriamente o consumo de sacarose, glicose e frutose, mostrando a existência do fenômeno de diauxia entre a glicose e frutose / Abstract: This work had as objeetive to model a reaetor type tower of pseudo-expanded bed mathematieally. Different kinetie models were tested to deseribe the behavior of the reaetor in different operation eonditions. The yeast strain used in the experiments was seleeted in funetion of its tloeeulation eapaeity, main requirement for maintenanee of the eell immobilized in the reaetor. The experiments were earried out in two tower reaetors operating in parallel with independent feeding. The experiments eonsisted of nine different operation eonditions and for eaeh eondition twelve samples of eaeh reaetor were eolleeted along its height. The substrate eoneentration was varied of 155 to 279 g/L and the feeding tlow rate of 9,7 to 16,5 rnL/min. The results of the experiments showed that the smallest substrate eoneentrations in the out tlow of the reaetor were obtained when smaller substrate applieation rate (g substrate per hour) was used. The eonversion levels in the reaetors were close 80% for all the experiments. For the determination of the kinetie parameters, asoftware developed in DELPIll 5.0 was used. The studied kineties models were: llN et aI. (1981), SEVEL Y et aI. (1981), TOSETTO & ANDRIETTA (2002) that take in eonsideration an only substrate (ART). Another model proposed in this work that takes in eonsideration the presenee of the two substrate souree and the hydrolyze of the suerose was studied. The model proposed by llN et aI. (1981) showed the best adjust to the experimental date, but the values of the mo deI parameters presented great variations among the experiments. The model proposed by TOSETTO & ANDRIETT A (2002) was what presented smaller variation in the values of the parameters among the experiments. The model proposed in this work was able to deseribe the profile of suerose, glueose and fiuetose eonsumption satisfaetorily, showing the existenee of the diauxia phenomenon between the glueose and fiuetose. Key-words: Mathematies modeling, Kineties, aleoholie Fermentation, Tower Reaetor, tloeeulanting yeasts, tree support Immobilization / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Lucia Helena Innocentini Mei / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-20T06:01:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Esposito_Elisa_D.pdf: 4694598 bytes, checksum: 52a40134d031ad757a956a0b876804d5 (MD5) Previous issue date: 1995 / Resumo: O tratamento biológico de efluentes é um processo promissor para a redução do impacto ambiental ocasionado pela liberação dos efluentes / Abstract: Biological treatment of effluent is a promissing process for reduction of the environmental impact due to the effluent discharge from the pulp and paper industry. Two fungal strais, Lentinula (=Lentinus) edodes UEC-209 and UEC-2021, previously selected for this purpose were studied. The principal aim of this study was to determine the optimal conditions for the effluent treatment from pulp and paper industry with the selected fungi in a modified air-lift-packed bed reactor. The condictions for the lignin peroxidase (LiP) and for manganese peroxidase (MnP) production, L. edodes free and immobiljzed system at Erlenmeyer and bioreactor scale with different nature of organochloride compounds were studied. The oxygen transfer coefficient ('K IND. L¿a) in free and immobilized system at the flow rate of 400, 600, and 800 mL/min of oxygen, which is an essential information of aerobic treatment was also studied. The results showed that the best conditions for the enzymatic production were 1.25% of malt extract, without any extra nitrogen source and in free micelial growth. L. edodes UEC-2021 appeared as the most efficient fungus for effluent decontamination of different nature, reaching 100% of acute toxicity reduction. The kLamore adequate in the bioreactor studied was the free system (0.18 min-I). In this condition a 63% of phenoI reduction, 32% of chIorolignin degradation and 37.5% of AOX removal after 3 days of treatment were obtained ...Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations / Doutorado / Ciencia e Tecnologia de Materiais / Doutor em Engenharia Química

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico. Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química. / Made available in DSpace on 2012-10-22T15:17:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 226190.pdf: 3313663 bytes, checksum: 95e05b7148438bb3565aa0beb0e47750 (MD5) / A necessidade crescente de produtos de base florestal criou um déficit mundial, que precisa ser compensado pela utilização de novas estratégias para promover o aumento da produtividade no setor. Em adição, os programas brasileiros de reflorestamento têm que lidar com baixos níveis de fertilidade do solo que determinam o uso de quantidades muito elevadas de fertilizantes para manter a produtividade nos níveis atuais. Esta prática contribui para os altos custos de produção e para impactos ambientais. Estratégias biotecnológicas que tratam da inoculação das plantas com microrganismos promotores do crescimento, tais como os fungos ectomicorrízicos (fECM), são alternativas ao uso de fertilizantes químicos para o aumento da produtividade dessas áreas. A introdução dessa prática nos viveiros florestais depende da seleção de isolados fúngicos eficientes e do desenvolvimento de métodos de produção de inoculantes. No Brasil, um dos principais produtores de madeira no mundo, não há tentativas de introduzir a inoculação micorrízica como uma prática rotineira dos viveiros. Neste contexto, este estudo objetiva estabelecer uma tecnologia para produção de inoculantes de fECM através do cultivo submerso. A cinética de crescimento e de transferência do oxigênio durante o cultivo do fECM Rhizopogon nigrescens (isolado UFSC-Rh90) foi estudada em um biorreator airlift com circulação externa. Biorreatores airlifts são reconhecidos como eficientes para cultivo de microrganismos filamentosos que exigem elevada transferência de massa e baixas tensões de cisalhamento. Para este estudo, foi concebido um biorreator airlift de aço inoxidável com 5 L de capacidade. Esse biorreator era equipado com sensor de oxigênio dissolvido esterilizável e o separador de gás foi projetado para melhorar os parâmetros hidrodinâmicos, tais como a velocidade de circulação de líquido (ULr), o gás holdup (e) e, por conseqüência, o coeficiente volumétrico de transferência de oxigênio (kLa). A velocidade específica de consumo de oxigênio (QO2) e o kLa foram determinados através do método dinâmico, onde a velocidade de sedimentação e o tempo de mistura foram considerados. Os resultados mostraram que o kLa, a velocidade específica de crescimento (µX) e de respiração (QO2) são afetadas pelo aumento da concentração da biomassa (X), o que ocorre principalmente devido ao aumento no tamanho dos pellets de micélio. Isso revela a importância da quantidade e do nível de fragmentação do inóculo na cinética de crescimento. Não foi possível determinar a concentração de oxigênio crítica (Ccrít) nesta situação porque a morfologia do crescimento promoveu uma deterioração contínua das condições de transferência durante o cultivo. Isso indica que níveis elevados de oxigênio dissolvido têm que ser mantidos durante a operação do biorreator. O maior valor de consumo global de oxigênio foi de 28 mgO2.L-1.h-1, para uma concentração celular de 6 g.L-1, durante um ciclo de cultivo com uma vazão específica de ar de 0,52 vvm. A quantidade de oxigênio necessária para a manutenção celular foi 2,36 mgO2.gcel.h-1, que correspondeu a 30% da QO2 média. A cinética de crescimento para outros cinco isolados - Scleroderma sp. (UFSC- Sc42), Rhizopogon vulgaris (UFSC-Rh106), Pisolithus microcarpus (UFSC-Pt116 e UFSC-Pt188) e Chondrogaster angustisporus (UFSC-Ch163) - foi estudada em frascos estáticos. Foram produzidos inoculantes de todos os seis isolados utilizando-se a técnica de imobilização em gel de alginato de cálcio, avaliando-se a viabilidade desses em relação ao tempo de armazenamento. A infectividade e eficiência do inoculante para plântulas de Eucalyptus e Pinus foram estudadas sob condições de estufa e viveiros. A adição de carvão ativado nas cápsulas de alginato favoreceu a viabilidade do micélio, mantendo-se em 100% após 6 meses de armazenamento sob refrigeração. Enquanto que no tratamento sem carvão, com exceção para os isolados do gênero Rhizopogon, a viabilidade era perdida logo após o encapsulamento. Isto indica a necessidade de realização de estudos fisiológicos e bioquímicos, a fim identificar os compostos tóxicos produzidos pelos fungos durante seu crescimento. Nos estudos de inoculação das plantas, verificou-se que todos os isolados foram capazes de colonizar as raízes, apresentando resultados positivos no seu crescimento. Os resultados mostram que a tecnologia de produção de biomassa de fECM em biorreator airlift apresenta alta eficiência. A veiculação em gel de alginato de cálcio pode manter a infectividade do inoculante durante longos períodos de armazenamento, sobretudo com a adição de carvão ao inoculante. The increasing need of forest products has created a worldwide deficit that has to be met by the utilization of new strategies to promote a higher productivity in the sector. In addition, Brazilian reforestation programmes have to deal with low levels of soil fertility which determine that very high amounts of fertilizers are necessary to maintain the productivity at the present threshold. This practice contributes to high production costs and to environmental impact. Biotechnological strategies dealing with plant inoculation with growth promoting microorganisms, such as ectomycorrhizal fungi (ECMf), is one alternative to the use of chemical fertilizers for increasing forest productivity. The introduction of this practice in forest nurseries depends on the selection of efficient fungal isolates and the development of inoculum production methods. In Brazil, one of the main timber producers in the world, there is no attempt to introduce controlled mycorrhization as one of the nursery practices. In this context, this study aims to establish a technology of ectomycorrhizal inoculum production through submerged cultivation. In one assay the kinetic of growth and oxygen transfer of an ECMf, Rhizopogon nigrescens (isolate UFSC-Rh90), was studied in an airlift bioreactor with external circulation. Airlift bioreactors are well known for their high efficiency in the cultivation of filamentous microorganisms whose growth demands high mass transfer rates and low shear rates. For this study a stainless steel 5-litter airlift bioreactor was conceived. This bioreactor was equipped with a sterilizable dissolved oxygen probe and the gas separator was designed in order to improve hydrodynamic parameters such as liquid circulation rate (ULr), gas holdup (e) and, by consequence, volumetric oxygen mass transfer coefficient (kLa). The specific oxygen uptake rate (QO2) and the kLa were determined through the dynamic method, taking into account the sedimentation rate and mixing time. Results show that kLa, as well as the specific growth (µX) and respiration rates, are affected by the increase in biomass concentration, which happens mainly through the increase of the size on the mycelium pellets. This indicates the importance of the concentration and the level of inoculum fragmentation on the kinetics of growth. It was impossible to determine the critical oxygen concentration (Ccrít) in this situation because growth morphology promoted a continuous deterioration of the transfer conditions during the course of cultivation. This indicates that high levels of dissolved oxygen have to be maintained during the operation of the bioreactor. The highest value of global oxygen uptake observed was 28 mgO2.L-1.h-1, for a cell concentration of 6 g.L-1, during a cultivation cycle with a specific air flow rate of 0.52 vvm. The amount of oxygen necessary for cell maintenance was 2.36 mgO2.gcell.h-1, which corresponded to 30% of the average QO2. Growth kinetics of five other isolates - Scleroderma sp. (UFSC-Sc42), Rhizopogon vulgaris (UFSC-Rh106), Pisolithus microcarpus (UFSC-Pt116 and UFSC-Pt188) and Chondrogaster angustisporus (UFSC-Ch163) was also studied in static flasks. Inocula of all the six isolates were produced using the calcium alginate immobilization technique and their viability in relation to storage time was evaluated. Their infectivity and efficiency towards Eucalyptus and Pinus seedlings was studied under greenhouse and nursery conditions. The addition of activated charcoal to the alginate beads improved mycelium viability up to 100% even after 6 months of storage under refrigeration. This indicates that physiological and biochemical studies have to be carried out in order to identify toxic compounds produced by the fungi during their growth. In the inoculation studies, all isolates were able to colonize roots and had a positive effect in the plant growth. Results show that the technology of ECMf biomass production in airlift bioreactors presents high efficiency. The immobilization of the inoculum in calcium alginate contributes to maintain fungal infectivity during a long period of storage, mainly with the addition of activated charcoal.