Dissertação (Mestrado em Engenharia Mecânica) - Centro Universitário FEI, São Bernardo do Campo, 2016

Submitted by LUCAS PORTILHO DA CUNHA null (lucasportilhodacunha@gmail.com) on 2016-04-21T16:42:26Z No. of bitstreams: 1 DISSERTAÇÃO_LUCAS PORTILHO DA CUNHA VERSÃO FINAL.pdf: 2114741 bytes, checksum: 6122b7305d3f81a525845b852fac3200 (MD5) / Approved for entry into archive by Felipe Augusto Arakaki (arakaki@reitoria.unesp.br) on 2016-05-02T16:39:31Z (GMT) No. of bitstreams: 1 cunha_lp_me_sjrp.pdf: 2114741 bytes, checksum: 6122b7305d3f81a525845b852fac3200 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-02T16:39:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 cunha_lp_me_sjrp.pdf: 2114741 bytes, checksum: 6122b7305d3f81a525845b852fac3200 (MD5) Previous issue date: 2016-03-28 / O presente trabalho teve como objetivo principal o desenvolvimento de um biorreator de bandeja capaz de produzir esporos do fungo entomopatogênico Metarhizium anisopliae. Para esse fim, foi utilizado um biorreator de bandeja para a produção de esporos, que por sua vez foi avaliada em função da carga de substrato empregada. As variações de temperatura no biorreator foram simuladas e observadas experimentalmente. Para o desenvolvimento do biorreator, inicialmente foram realizados ensaios em embalagens plásticas contendo 10g e 500g de substrato, de modo a avaliar como o aumento da carga de meio fermentativo poderia influenciar na produção de esporos. Nestes ensaios, foram medidas as temperaturas no centro geométrico das embalagens e a elevação de temperatura foi relacionada à produção de esporos. Realizou – se uma análise de área superficial do arroz tipo 1 e da quirera de arroz para avaliar a interferência desta propriedade na produção de esporos. A partir dos resultados em embalagens plásticas foram realizados experimentos em um biorreator de 40 cm de comprimento, 29 cm de largura por 12 cm de altura, escoando ar sobre as partículas no sentido da maior dimensão. Foram empregadas cargas de 1, 2 e 3kg de arroz tipo 1, correspondente à altura de leito de 2, 4 e 6 cm, respectivamente, e 1 kg de quirera, correspondendo a 2 cm de altura. A temperatura nas posições de entrada e saída de ar e no meio geométrico do meio de cultivo foram medidas ao longo dos ensaios. A fermentação nas embalagens plásticas e no biorreator foram realizadas a 28oC. Para estimar a geração de calor metabólico do meio de cultivo, foram coletados dados de consumo de O2 e liberação de CO2 durante o período de incubação. Para tal, foi realizada a fermentação em um biorreator de leito empacotado cilíndrico, sendo os gases provenientes do leito e conduzidos a um analisador de gases. Foi proposto um modelo matemático unidimensional, capaz de prever os perfis de temperatura e o crescimento fúngico ao longo do processo em qualquer posição do biorreator. Os resultados experimentais em embalagens plásticas e no biorreator mostraram que menores quantidades de substrato são favoráveis à maior estabilidade da temperatura do meio de cultivo, resultando em maiores quantidades de esporos. No teste de área superficial, foi possível observar um aumento na área da quirera de arroz e consequentemente aumento da quantidade de esporos. Nos testes de cinética de crescimento, pode se observar que o consumo de O2 é baixo comparado a outros fungos. Os dados de simulação não demonstraram sobreaquecimento do meio de cultivo no biorreator com o aumento de carga, o que não afetaria a produção de esporos. Também pode se observar com os dados de simulação que a temperatura da superfície do meio de cultivo não sofreu sobreaquecimento. Porém, com os dados experimentais, foi possível observar um sobreaquecimento no meio de cultivo, em virtude da geração de calor metabólico. Os dados experimentais demonstraram que os melhores resultados obtidos no biorreator, para produção de esporos do fungo Metarhizium anisopliae, foram com cargas de 1 Kg, correspondente a 2 cm de altura de substrato e que com cargas maiores os perfis de temperatura apresentaram elevado aquecimento no meio de cultivo. / This study aimed to develop a bioreactor tray capable of producing spores of the fungus Metarhizium anisopliae entomopathogenic. To this end, we used a tray bioreactor for the production of spores, which in turn was evaluated according to the employed substrate load. Temperature variations in the bioreactor were simulated and observed experimentally. For the development of bioreactor assays were carried out in plastic bags containing substrate 10g and 500g in order to evaluate how increasing fermentative medium loading could influence the production of spores. In these tests we measured the temperature at the geometric center of the packages and the temperature rise was related to spore production performed -. A surface area analysis of rice Type 1 and broken rice to evaluate the interference at this property in the production of spores. From the results in plastic containers experiments were performed in a bioreactor of 40 cm long, 29 cm wide by 12 cm, air flowing onto the particles in the direction of the largest dimension. Loads were applied to 1, 2 and 3 kg of rice type 1, corresponding to the bed height of 2, 4 and 6 cm, respectively, and 1 kg of grits, corresponding to 2 cm. The temperature at the inlet position and the air outlet and the geometric mean of the culture medium were measured throughout the tests. Fermentation in plastic packaging and the bioreactor were carried out at 28 C. To estimate the generation of metabolic heat of culture medium were collected consumption data The O2 and CO2 release during the incubation period. To this end, the fermentation was performed in a bioreactor cylindrical packed bed, and the gases from the bed and driven to a gas analyzer. A one-dimensional mathematical model capable of predicting the temperature profile and fungal growth during the process at any position of the bioreactor is proposed. The experimental results in plastic bottles and bioreactor showed that smaller amounts of substrate are conducive to increased stability of the temperature of the medium, resulting in larger amounts of spores. In the test surface area, it was possible to observe an increase in the area of rice grits and therefore increasing the amount of spores. In the growth kinetics tests, it can be seen that the O 2 consumption is low compared to other fungi. Simulation data showed no overheating of the culture medium in the bioreactor with the increased load, which would not affect the production of spores. It can also be observed with the simulation data as the temperature of the surface of the medium has not suffered overheating. However, with the experimental data, it was possible to observe overheating in the culture medium by virtue of the generation of metabolic heat. The experimental data show that the best results obtained in the bioreactor for the production of Metarhizium anisopliae spores of the fungus were to loads of 1 kg, corresponding to 2 cm substrate height and with larger loads temperature profiles showed high heat in the middle cultivation.

Submitted by Hiolanda Rêgo (hiolandarego@gmail.com) on 2013-12-02T17:12:24Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_ICS_ Catia Larissa Santos Ramos.pdf: 1301096 bytes, checksum: 179d46658168ca7b5a9b3ab82368b8c4 (MD5) / Made available in DSpace on 2013-12-02T17:12:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação_ICS_ Catia Larissa Santos Ramos.pdf: 1301096 bytes, checksum: 179d46658168ca7b5a9b3ab82368b8c4 (MD5) / FAPESB / A pesquisa desenvolvida tem como objetivo estudar a cinética de crescimento de bactérias redutoras de sulfato em reator de leito fixo avaliando o efeito da concentração do aceptor final de elétrons (sulfato) no aumento da população microbiana. Para isso foi utilizado um consorcio de micro-organismos isolado a partir de amostras de água produzida de um reservatório da Bacia do Recôncavo que apresentava produção de H2S (gás sulfídrico). As concentrações de sulfato e sulfeto em solução aquosa, assim como o potencial de oxidação-redução, foram medidos ao longo da duração do experimento para acompanhar o crescimento microbiano. Foram utilizadas três concentrações iniciais de sulfato: 200, 1000 e 3500 mg/L. Os resultados indicam o crescimento e a atividade das bactérias assim como a diminuição exponencial da concentração de sulfato na fase descontinua do experimento. O ajuste de modelos cinéticos indicou que a conversão do sulfato e a geração do sulfeto são ambos processos de primeira ordem e que a primeira reação é mais rápida que a segunda.

Neste trabalho, estudam-se por espalhamento de raios-X a baixo ângulo (SAXS) a estrutura e a cinética de formação de materiais híbridos orgânico/inorgânico, preparados por processo sol-gel a partir da hidrólise de misturas de organometálicos de silício funcionalizados. Num primeiro sistema, a evolução estrutural de uma mistura hidrolisada 2:1 molar de Tetraetoxisilano (TEOS) e 3-Glicidoxipropiltrimetoxisilano (GPTS) foi estuda em função do tempo in situ por SAXS, nas temperaturas de 25&deg;C, 43&deg;C e 60&deg;C. Os resultados são compatíveis com o crescimento de domínios ricos em sílica (clusters) formados a partir de um número fixo de partículas primárias. O raio de giração, Rg , dos clusters e a intensidade de SAXS extrapolada a zero, I(0), crescem com o tempo t seguindo leis de potência da forma Rg &prop; (t-t0)&alpha; e I(0) = B(t-t0)&beta;, sendo &alpha; e &beta; e independentes da temperatura e B uma medida da constante de velocidade k = &beta;B1/ &beta; do processo, uma função de Arrhenius da temperatura. A energia de ativação &Delta;E = 67,7 &plusmn; 1,1 kJ/mol foi estimada para o processo. A intensidade I(0) também escala experimentalmente com Rg na forma I(0) &prop; RgD com D = 1,71 &plusmn; 0,01, em boa concordância com o valor &beta;/&alpha; = 1,79 &plusmn; 0,07 obtido do estudo cinético. O crescimento de macromoléculas com dimensionalidade de 1,7 é típico de macromoléculas diluídas ou semidiluídas em condições de bom solvente. Os resultados de SAXS ainda sugerem que o sistema exibe propriedades dinâmicas de escala limitadas pelo tamanho das partículas primárias. Num segundo sistema, a evolução estrutural de uma mistura hidrolisada 1:1 molar de 3-Aminopropiltrietoxisilano (APTS) e 3-Glicidoxipropiltrimetoxisilano (GPTS) foi estuda em função do tempo in situ por SAXS, em temperatura ambiente. Os resultados são compatíveis com a formação de partículas primárias e crescimento de clusters com características de fractal de massa (1 < D< 3). No estágio inicial, a população de partículas primárias não fractais (D = 3) aumenta em função do tempo. O crescimento de clusters com características fractais de massa (D < 3) a partir da agregação das partículas primárias aumenta gradativamente o raio médio de giração Rg do sistema. Nos estágios mais avançados de agregação, o crescimento dos clusters ocorre por aumento do número de partículas por cluster (enquanto o número de clusters diminui), de forma que o volume de correlação Vc dos clusters satisfaz a relação Vc &prop; RgD, mesmo que os valores de D cresçam lenta e regularmente de 1,22 a 1,57 dentro do intervalo estudado, em concordância com o carácter fractal de massa dos clusters. Esses resultados suportam um mecanismo de agregação cluster-cluster controlado por difusão. / In this work, the structure and the kinetics of formation of organic/inorganic hybrid materials, prepared by sol-gel process from the hydrolysis of mixtures of functionalized silicon organometallics, are studied by small-angle X-ray scattering (SAXS). In a first system, the structural evolution of a 2:1 molar hydrolyzed mixture of Tetraethoxysilane (TEOS) and 3-Glycidoxypropyltrimethoxysilane (GPTS) was studied in situ as a time function by SAXS, at 25&deg;C, 43&deg;C and 60&deg;C. The results are compatible with the growth of silica rich domains (clusters) from a fixed number of primary particles. The gyration radius, Rg, of the clusters and the intensity extrapolated to zero, I(0), increase in power laws with time t as Rg &prop; (t-t0)&alpha; and I(0) = B(t-t0)&beta;, being &alpha; and &beta; independents on temperature while B is a measure of the process rate constant k = &beta;B1/&beta;, an Arrhenius function of temperature. The activation energy &Delta;E = 67.7 &plusmn; 1.1 kJ/mol was evaluated for the process. The extrapolated intensity I(0) also scales experimentally with Rg as I(0) &prop; RgD with D = 1.71 &plusmn; 0.01, in good agreement with the value &beta;/&alpha; = 1.79 &plusmn; 0.07 from the kinetic study. The growth of macromolecules with dimensionality 1.7 is typical of diluted or semi-diluted macromolecules in good-solvent conditions. The SAXS results yet suggest that the system exhibits dynamic scaling properties limited by the primary particle size. In a second system, the structural evolution of a 1:1 molar hydrolyzed mixture of 3-Aminopropyltriethoxysilane (APTS) and 3-Glycidoxypropyltrimethoxysilane (GPTS) was studied in situ as a time function by SAXS, at ambient temperature. The results are compatible with formation of primary particles and growth of clusters with mass-fractal characteristics (1 < D < 3). At the initial stage, the population of the non-fractal primary particles (D = 3) increases with time. The growth of the mass-fractal clusters (D < 3) from the aggregation of the primary particles increases gradually the average radius of gyration Rg of the system. At advanced stages of aggregation, the growth of the clusters occurs by the increase of the number of particles per clusters (while the number of clusters diminishes), in such a way that the correlation volume of the clusters Vc fulfills the relationship Vc &prop; RgD, even though the values of D have increased slowly and gradually from 1.22 to 1.57 in the studied range, in agreement with a mass-fractal character of the clusters. These results support a diffusion-controlled cluster-cluster aggregation mechanism.

Neste trabalho, estudam-se por espalhamento de raios-X a baixo ângulo (SAXS) a estrutura e a cinética de formação de materiais híbridos orgânico/inorgânico, preparados por processo sol-gel a partir da hidrólise de misturas de organometálicos de silício funcionalizados. Num primeiro sistema, a evolução estrutural de uma mistura hidrolisada 2:1 molar de Tetraetoxisilano (TEOS) e 3-Glicidoxipropiltrimetoxisilano (GPTS) foi estuda em função do tempo in situ por SAXS, nas temperaturas de 25&deg;C, 43&deg;C e 60&deg;C. Os resultados são compatíveis com o crescimento de domínios ricos em sílica (clusters) formados a partir de um número fixo de partículas primárias. O raio de giração, Rg , dos clusters e a intensidade de SAXS extrapolada a zero, I(0), crescem com o tempo t seguindo leis de potência da forma Rg &prop; (t-t0)&alpha; e I(0) = B(t-t0)&beta;, sendo &alpha; e &beta; e independentes da temperatura e B uma medida da constante de velocidade k = &beta;B1/ &beta; do processo, uma função de Arrhenius da temperatura. A energia de ativação &Delta;E = 67,7 &plusmn; 1,1 kJ/mol foi estimada para o processo. A intensidade I(0) também escala experimentalmente com Rg na forma I(0) &prop; RgD com D = 1,71 &plusmn; 0,01, em boa concordância com o valor &beta;/&alpha; = 1,79 &plusmn; 0,07 obtido do estudo cinético. O crescimento de macromoléculas com dimensionalidade de 1,7 é típico de macromoléculas diluídas ou semidiluídas em condições de bom solvente. Os resultados de SAXS ainda sugerem que o sistema exibe propriedades dinâmicas de escala limitadas pelo tamanho das partículas primárias. Num segundo sistema, a evolução estrutural de uma mistura hidrolisada 1:1 molar de 3-Aminopropiltrietoxisilano (APTS) e 3-Glicidoxipropiltrimetoxisilano (GPTS) foi estuda em função do tempo in situ por SAXS, em temperatura ambiente. Os resultados são compatíveis com a formação de partículas primárias e crescimento de clusters com características de fractal de massa (1 < D< 3). No estágio inicial, a população de partículas primárias não fractais (D = 3) aumenta em função do tempo. O crescimento de clusters com características fractais de massa (D < 3) a partir da agregação das partículas primárias aumenta gradativamente o raio médio de giração Rg do sistema. Nos estágios mais avançados de agregação, o crescimento dos clusters ocorre por aumento do número de partículas por cluster (enquanto o número de clusters diminui), de forma que o volume de correlação Vc dos clusters satisfaz a relação Vc &prop; RgD, mesmo que os valores de D cresçam lenta e regularmente de 1,22 a 1,57 dentro do intervalo estudado, em concordância com o carácter fractal de massa dos clusters. Esses resultados suportam um mecanismo de agregação cluster-cluster controlado por difusão. / In this work, the structure and the kinetics of formation of organic/inorganic hybrid materials, prepared by sol-gel process from the hydrolysis of mixtures of functionalized silicon organometallics, are studied by small-angle X-ray scattering (SAXS). In a first system, the structural evolution of a 2:1 molar hydrolyzed mixture of Tetraethoxysilane (TEOS) and 3-Glycidoxypropyltrimethoxysilane (GPTS) was studied in situ as a time function by SAXS, at 25&deg;C, 43&deg;C and 60&deg;C. The results are compatible with the growth of silica rich domains (clusters) from a fixed number of primary particles. The gyration radius, Rg, of the clusters and the intensity extrapolated to zero, I(0), increase in power laws with time t as Rg &prop; (t-t0)&alpha; and I(0) = B(t-t0)&beta;, being &alpha; and &beta; independents on temperature while B is a measure of the process rate constant k = &beta;B1/&beta;, an Arrhenius function of temperature. The activation energy &Delta;E = 67.7 &plusmn; 1.1 kJ/mol was evaluated for the process. The extrapolated intensity I(0) also scales experimentally with Rg as I(0) &prop; RgD with D = 1.71 &plusmn; 0.01, in good agreement with the value &beta;/&alpha; = 1.79 &plusmn; 0.07 from the kinetic study. The growth of macromolecules with dimensionality 1.7 is typical of diluted or semi-diluted macromolecules in good-solvent conditions. The SAXS results yet suggest that the system exhibits dynamic scaling properties limited by the primary particle size. In a second system, the structural evolution of a 1:1 molar hydrolyzed mixture of 3-Aminopropyltriethoxysilane (APTS) and 3-Glycidoxypropyltrimethoxysilane (GPTS) was studied in situ as a time function by SAXS, at ambient temperature. The results are compatible with formation of primary particles and growth of clusters with mass-fractal characteristics (1 < D < 3). At the initial stage, the population of the non-fractal primary particles (D = 3) increases with time. The growth of the mass-fractal clusters (D < 3) from the aggregation of the primary particles increases gradually the average radius of gyration Rg of the system. At advanced stages of aggregation, the growth of the clusters occurs by the increase of the number of particles per clusters (while the number of clusters diminishes), in such a way that the correlation volume of the clusters Vc fulfills the relationship Vc &prop; RgD, even though the values of D have increased slowly and gradually from 1.22 to 1.57 in the studied range, in agreement with a mass-fractal character of the clusters. These results support a diffusion-controlled cluster-cluster aggregation mechanism.

Submitted by Johnny Rodrigues (johnnyrodrigues@ufcg.edu.br) on 2018-03-09T20:25:06Z No. of bitstreams: 1 BRUNA DA SILVEIRA GUIMARÃES - DISSERTAÇÃO PPGEQ 2016..pdf: 3845611 bytes, checksum: 4e146e7310b6d3800c9b8ead6562e7a6 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-09T20:25:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 BRUNA DA SILVEIRA GUIMARÃES - DISSERTAÇÃO PPGEQ 2016..pdf: 3845611 bytes, checksum: 4e146e7310b6d3800c9b8ead6562e7a6 (MD5) Previous issue date: 2016-04-15 / Capes / As microalgas são microrganismos unicelulares que podem crescer tanto em água doce como salgada. São clorofilados e estão em praticamente todos os tipos de água do planeta. Seu cultivo vem cada vez mais despertando o interesse, já que a aplicabilidade vem sendo observada em vários segmentos tais como no tratamento de água, nutrição e na geração de energia. A microalga Scenedesmus sp., é clorofilada, unicelular e uninucleada e pertencem à família Scenedesmaceae, gênero Scenedesmus. Tal microalga é mais comum em água doce, podendo ser encontrada com menor freqüência em águas salobras, com salinidade entre 0,05 e 3% de sais (500 a 30000 ppm). Possuem forma elipsoidal, colônias lineares e agrupadas em números de 4, 8, 16 ou 32. Este trabalho teve como objetivo o estudo da cinética de crescimento da microalga Scenedesmus sp. em meios salobros, através produção de dois meios de cultivo sintéticos com adição dos sais NaCl e MgCl2, visando a possibilidade de posteriores aproveitamentos de águas salobras para a produção de microalgas. Foi verificado se a presença dos sais tem influência no crescimento de tais microrganismos. Analisando as curvas de crescimento microbiano da microalga Scenedesmus sp., observou-se que nos meios contendo o cloreto de magnésio a fase Lag ou de latência praticamente não ocorreu, com exceção do meio com concentração de 8000 mg.L-1, indicando que a microalga demorou menos tempo para se adaptar ao meio com adição de MgCl2, se comparado com os meios contendo NaCl. Constatou-se também que a influência do íon cloreto no crescimento da microalga foi diminuída devido à presença dos íons sódio e magnésio, que são nutrientes importantes no metabolismo celular. Analisando os parâmetros cinéticos calculados (velocidade máxima de crescimento, produtividade em biomassa e tempo de geração), observou-se que os melhores resultados foram obtidos nos meios contendo cloreto de magnésio, indicando uma melhor cinética de crescimento nestes meios, se comparado com os que continham NaCl. Isto ocorreu devido ao fato de que o Mg é classificado como um macronutriente ou nutriente essencial, importante para o metabolismo celular da microalga e o sódio um micronutriente (necessário em menores quantidades), sendo mais observada a influência daquele íon no crescimento da microalga do que dos íons de sódio. Baseado nos resultados cinéticos obtidos, constatou-se a possibilidade de crescimento da microalga Scenedesmus sp. em meios salobros. / Microalgae are unicellular microorganisms that can grow in both freshwater and saltwater. They are chlorophyll and are practically in all kinds of water on the planet. Its cultivation is increasingly attracting interest since the applicability has been observed in several segments, such as in the treatment of water, nutrition and energy generation. The microalgae Scenedesmus sp. is chlorophyllated, unicellular and uninucleate and belongs to Scenedesmaceae family, genus Scenedesmus. This microalgae is more common in fresh water and can be found less frequently in brackish water with salinity between 0.05 and 3% salts (500-30000 ppm). It has ellipsoidal shape, linear colonies and grouped in numbers 4, 8, 16 or 32. This study aimed growth kinetics study of microalgae Scenedesmus sp. in brackish means, by producing two synthetic culture media with the addition of NaCl and MgCl2 salts, with a view to possible subsequent utilizations of brackish water for the production of microalgae. It has been found that the presence of salts influences the growth of such microorganisms. Analyzing the microbial growth curves of the microalgae Scenedesmus sp., it was noted that, in the means containing magnesium chloride, the Lag phase or latency hardly occurred, with the exception of media with concentration of 8000 mg.L-1, indicating that the microalgae took less time to adapt to the medium with addition of MgCl2, compared with media containing NaCl. It was also found that the influence of chloride ion in the growth of microalgae was decreased due to the presence of sodium and magnesium ions, nutrients that are important in cellular metabolism. By analyzing the calculated kinetic parameters (maximum growth rate, productivity of biomass and generation time), it was observed that the best results were obtained in media containing magnesium chloride, indicating a better growth kinetics in these media compared to those containing NaCl. This was due to the fact that Mg is classified as a macronutrient or essential nutrient, important for cell metabolism of microalgae, and sodium is classified as a micronutrient (required in smaller amounts). The influence of that ion (Mg) in microalgae growing has been more observed than sodium ions influence. Based on the kinetic results, the possibility of the microalga Scenedesmus sp growth. in brackish means has been verified.

A remoção de compostos sulfurosos (sulfeto/sulfato) de águas residuárias tem grande importância para a saúde humana e para o ambiente. A biorremediação desses compostos, através da utilização de bactérias fototróficas anoxigênicas apresenta-se como alternativa viável ecológica e economicamente. Neste projeto de pesquisa realizaram-se ensaios em reatores em batelada expostos à iluminação fluorescente, com a finalidade de avaliar a utilização de sulfeto por cultura enriquecida de sulfubactérias fototróficas verdes, proveniente de sedimento de lagoa de estabilização. A avaliação da utilização de sulfeto e os resultados da cinética de crescimento da cultura visam a possibilidade de aplicação das bactérias fototróficas anoxigênicas no tratamento de águas residuárias. Na avaliação cinética de crescimento da cultura enriquecida de sulfubactérias fototróficas verdes foi verificado diminuição na velocidade de crescimento de 0,0346 h-1 para 0,0035 h-1 com o aumento da concentração inicial de sulfeto de 11,4 para 529,6 mg-S/L, respectivamente. O tempo de geração apresentou comportamento crescente com valores iguais a 19,98 h e 119,18 h, respectivamente. Os valores do coeficiente de conversão de sulfeto relativo ao crescimento de microrganismos (Yx/s), apresentaram diminuição progressiva com o aumento da concentração inicial de sulfeto, sendo esta queda mais acentuada no intervalo de concentrações de 40,5 a 147,2 mg-S/L. / The removal of sulphur compounds (sulfide/sulfate) from wastewaters is very important for human and for the environmental. The bioremediation of these compounds, applying anoxigenic phototrophic bacteria has been presented as a possible alternative. The aim of this work is to evaluate the utilization of sulfide by the enrichment of green sulphur bacteria proceeding from stabilization pond sediment, through the realization of batch reactors assays, which are exposed to fluorescent ilumination. The determination of the sulfide utilization and the results of the kinetic growth were done to clarify the possibility of the application of anoxigenic phototrophic bacteria in the wasterwater systems. In kinetic experiments it was observed that the specific rate of bacterial growth changed from 0.0346 h-1 to 0.0035 h-1. Then the initial sulfide concentration was increased form 11.4 mg-S/L to 529.6 mg-L. The doubling time showed an increase from 19.98 h to 119.18 h. The sulfide conversion to microorganism biomass (Yx/s) progressively decrease with the increase of sulfide concentration. Such a decrease was higher in between sulfide concentrations of 40.5 mg-S/L to 147.2 mg-S/L.

A remoção de compostos sulfurosos (sulfeto/sulfato) de águas residuárias tem grande importância para a saúde humana e para o ambiente. A biorremediação desses compostos, através da utilização de bactérias fototróficas anoxigênicas apresenta-se como alternativa viável ecológica e economicamente. Neste projeto de pesquisa realizaram-se ensaios em reatores em batelada expostos à iluminação fluorescente, com a finalidade de avaliar a utilização de sulfeto por cultura enriquecida de sulfubactérias fototróficas verdes, proveniente de sedimento de lagoa de estabilização. A avaliação da utilização de sulfeto e os resultados da cinética de crescimento da cultura visam a possibilidade de aplicação das bactérias fototróficas anoxigênicas no tratamento de águas residuárias. Na avaliação cinética de crescimento da cultura enriquecida de sulfubactérias fototróficas verdes foi verificado diminuição na velocidade de crescimento de 0,0346 h-1 para 0,0035 h-1 com o aumento da concentração inicial de sulfeto de 11,4 para 529,6 mg-S/L, respectivamente. O tempo de geração apresentou comportamento crescente com valores iguais a 19,98 h e 119,18 h, respectivamente. Os valores do coeficiente de conversão de sulfeto relativo ao crescimento de microrganismos (Yx/s), apresentaram diminuição progressiva com o aumento da concentração inicial de sulfeto, sendo esta queda mais acentuada no intervalo de concentrações de 40,5 a 147,2 mg-S/L. / The removal of sulphur compounds (sulfide/sulfate) from wastewaters is very important for human and for the environmental. The bioremediation of these compounds, applying anoxigenic phototrophic bacteria has been presented as a possible alternative. The aim of this work is to evaluate the utilization of sulfide by the enrichment of green sulphur bacteria proceeding from stabilization pond sediment, through the realization of batch reactors assays, which are exposed to fluorescent ilumination. The determination of the sulfide utilization and the results of the kinetic growth were done to clarify the possibility of the application of anoxigenic phototrophic bacteria in the wasterwater systems. In kinetic experiments it was observed that the specific rate of bacterial growth changed from 0.0346 h-1 to 0.0035 h-1. Then the initial sulfide concentration was increased form 11.4 mg-S/L to 529.6 mg-L. The doubling time showed an increase from 19.98 h to 119.18 h. The sulfide conversion to microorganism biomass (Yx/s) progressively decrease with the increase of sulfide concentration. Such a decrease was higher in between sulfide concentrations of 40.5 mg-S/L to 147.2 mg-S/L.

A produção de biofármacos segue um crescente interesse industrial e social. Atualmente existem vários tipos de tratamento contra o câncer, porém, a maioria desses tratamentos não atua unicamente no alvo terapêutico. Um estudo realizado por pesquisadores do Instituto Butantan identificou uma proteína com ação anticoagulante e antitumoral, codificada por um gene proveniente das glândulas salivares do carrapato Amblyoma cajennense . Esse gene foi inserido em um plasmídeo e expresso com sucesso na bactéria Escherichia coli BL21DE3. Estudos pré-clínicos mostraram que a injeção in vivo de Amblyomin-X reduziu a formação de massa tumoral induzida por células de melanoma B16F10 em camundongos. Este trabalho contempla o estudo das condições de cultivo para obtenção da proteína Amblyomin-X com a linhagem Escherichia coli BL21DE3 recombinante em biorreatores. Para se determinar a melhor condição de biossíntese da proteína recombinante Amblyomin-X estabeleceu-se uma estratégia de cultivo para a etapa de crescimento do microrganismo e estudaram-se três diferentes fatores na etapa posterior à do crescimento microbiano, ou seja, na etapa de biossíntese da proteína: i) a concentração do indutor IPTG (Isopropil &#946;-D-1-tiogalactopiranosídeo) no momento de indução da proteína; ii) a temperatura de cultivo durante a etapa de biossíntese da proteína; e iii) a concentração celular no início da etapa de biossíntese da proteína. Para a realização dos ensaios foi proposto um planejamento experimental delineamento composto central rotacional (DCCR) escolhido para os três fatores em estudo e resultou na condução de 17 ensaios. Os ensaios foram realizados com a estratégia de condução proposta, mantendo o valor de &#956x entre 0,20 e 0,23 h-1 na etapa de batelada alimentada, o que possibilitou atingir a concentração celular desejada com a formação de ácido acético em concentrações não inibitórias. Como resultado do planejamento experimental, a obtenção dos valores ótimos dos fatores para a etapa de produção da proteína: temperatura de 38 &#176;C, concentração celular de 35,27 g/L e concentração do indutor IPTG de 0,10 mM resultou em um protocolo de processo que obteve 8,07 g/L de proteína recombinante, valor máximo obtido e validado. / The production of biopharmaceuticals follows an increasing industrial and social interest. Currently there are several types of cancer treatment, however, most of these treatments do not only act on the therapeutic target. A study by researchers at the Butantan Institute identified a protein with anticoagulant and antitumor action, encoded by a gene from the salivary glands of the Amblyoma cajennense tick. This gene was inserted into a plasmid and successfully expressed on the bacterium Escherichia coli BL21DE3. Preclinical studies have shown that the in vivo injection of Amblyomin-X reduced the tumor mass formation induced by B16F10 melanoma cells in mice. This work includes the study of the culture conditions to obtain Amblyomin-X protein with the recombinant Escherichia coli strain BL21DE3 in bioreactors. In order to determine the best biosynthesis condition of the recombinant Amblyomin-X protein, a culture strategy was established for the growth stage of the microorganism and three different factors were studied in the post-microbial growth stage, that is, in the biosynthesis stage of the protein: i) the concentration of the IPTG (Isopropyl &#946;-D-1-thiogalactopyranoside) inducer at the time of induction of the protein; ii) the culture temperature during the protein biosynthesis step; and iii) the cell concentration at the beginning of the protein biosynthesis step. For the accomplishment of the tests it was proposed an experimental design - central rotational compound design (DCCR) - chosen for the three factors under study and resulted in the conduction of 17 tests. The tests were performed with the proposed conduction strategy, maintaining the value of &#181; &x between 0.20 and 0.23 h-1 in the fed batch stage, which allowed to reach the desired cellular concentration with the formation of acetic acid in non-inhibitory concentrations. As a result of the experimental design, obtaining the optimum values of the factors for the protein production step: temperature of 38 &#176;C, cell concentration of 35.27 g/L and concentration of the IPTG inductor of 0.10 mM resulted in a process protocol which obtained 8.07 g / L of recombinant protein, maximum value obtained and validated.

Novas demandas de aplicação tem sido a principal motivação para a produção de materiais estruturais associando boas propriedades mecânicas e baixo custo de fabricação. A indústria aeroespacial vem desenvolvendo estudos com titânio e suas ligas, devido, a sua elevada resistência mecânica e baixa massa específica. Alguns estudos afirmam que, em temperaturas acima de 500°C as ligas de titânio possuem baixa resistência à oxidação restringindo a sua aplicabilidade. Localizada na parte inferior das turbinas em aviões comerciais, a liga Ti ?-21S tem mostrado bom desempenho em até 700°C com grande potencial para substituir alguns componentes, diminuindo os gastos com manutenção e aumentando a autonomia das turbinas a gás. Diante desse cenário, o objetivo deste trabalho foi desenvolvimento de revestimentos visando o aumento da resistência a oxidação na liga Ti ?-21S mantendo as suas características iniciais. O processo de revestimento foi feito em diferentes condições de temperatura × tempo via HAPC (CVD in situ). A faixa de temperatura analisada foi de 560 à 760°C entre 1 à 25h. A microestrutura de todos os coupons (não revestidos, revestidos e oxidados) foram caracterizados por difração de raios X (DRX) e microscopia eletrônica de varredura (MEV). A cinética de crescimento aparente da camada de revestimento foi feita medindo a espessura de revestimento nas condições analisadas e a cinética de oxidação foi feita através da variação de massa superficial dos coupons. Os resultados do DRX e MEV mostraram que os revestimentos produzidos foram monofásicos com composição química TiAl3. A cinética de crescimento entre 660 à 760°C apresentou energia de ativação de 108 kJ/mol e constante pré-exponencial de 1,21 × 10-3 cm²/s, esses resultados sugerem que a cinética de crescimento é controlada pela difusão dos átomos de alumínio no volume da liga Ti ?-21S formando a camada de TiAl3. Os coupons revestidos foram oxidados à 750 e 850°C por 100, 200 e 300h, os resultados da caracterização microestrutural mostrou que nos coupons revestidos foi formada uma camada de Al2O3 e a variação de massa superficial após 300h à 850°C foi de 0,60 mg/cm². Portanto, após a oxidação dos coupons revestidos, foi observado que o revestimento promoveu a formação de óxidos protetores como Al2O3 aumentando a resistência a oxidação da liga Ti ?-21S revestida. / New application demands have been the main motivation for the production of structural materials associating good mechanical properties and low manufacturing cost. The aerospace industry has been developing studies with titanium and its alloys, due to its high mechanical strength and low specific mass. Some studies report that, at temperatures above 500°C, titanium alloys have low oxidation resistance, restricting their applicability. Located at the bottom of turbines in commercial aircraft, the Ti ?-21S alloy has shown good performance up to 700°C with great potential to replace some components, reducing maintenance costs and increasing the autonomy of gas turbines. In view of this scenario, the objective of this work was the development of coatings aiming at increasing the resistance to oxidation in the Ti ?-21S alloy while maintaining its initial characteristics. The coating process was done at different temperature × time conditions via Pack Cementation (CVD in situ). The temperature range analyzed was 560 - 760°C between 1 - 25h. The microstructure of all coupons (uncoated, coated and oxidized) were characterized by XRD and SEM. The kinetics of apparent growth of the coating layer were made by measuring the coating thickness under the analyzed conditions and the oxidation kinetics was done by varying the surface mass of the coupons. The results of the DRX and MEV showed that the coatings produced were monophasic with TiAl3 chemical composition. The kinetics of growth between 660 - 760°C showed activation energy of 108 kJ/mol and pre-exponential constant of 1.21 × 10-3 cm²/s, these results suggest that the kinetics of growth is controlled by the diffusion of atoms of aluminum in the volume of the Ti ?-21S alloy forming the TiAl3 layer. The coated coupons were oxidized at 750 and 850°C for 100, 200 and 300h, the results of the microstructural characterization showed that in the coated coupons an Al2O3 layer was formed and the surface mass variation after 300h at 850°C was 0.60 mg/cm². Therefore, after oxidation of the coated coupons, it was observed that the coating promoted the formation of protective oxides like Al2O3 increasing the oxidation resistance of the coated Ti ?-21S alloy.