Made available in DSpace on 2016-08-19T12:56:46Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao Joseany.pdf: 1293821 bytes, checksum: c1a750664ab89568783ec0c6aa91c9b1 (MD5) Previous issue date: 2013-06-05 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Metal traces are often detected in biodiesel samples due to its presence in the raw materials or solubilization during its manufacturing. Thus, this work aims to propose an electroanalytical methodology for the direct determination of Ca²⁺ in biodiesel using with a glassy carbon electrode. The metal quantification was developed according to Anodic Stripping Voltammetry Mode square-wave (SWASV) technique applying EDTA as the complexing agent. Thus, all samples were pretreated according to wet acid digestion processing and microwave radiation. Therefore, a solution of 4 mL of ultrapure nitric acid (HNO₃), 2 mL of hydrogen peroxide (H₂O₂) and 1 mL deionized water were added to 300 mg sample of biodiesel. Later, such mixtures was thermal treated at 90 °C using 300 W (10 min) and 450 W (5 min) of microwave radiations. The analytical determinations were carried out using ammonium buffer (0.01 mol Lˉ¹, pH = 9.4) as supporting electrolyte and EDTA (1x10ˉ² mol Lˉ¹) as ligand. The optimized voltammetric conditions were EDEP = -1000 mV; tpre = 120 s; Frequency = 30 Hz; Amplitude = 100 mV and ΔEstep = 15 mV. The accuracy was verified by recovery tests. In all cases, the metal quantizations were statistically consistent considering the t-test student for a confidence level of 95%. The CV values were lower than 11%, the recoveries were between 102.9% to 102.4% and the values of the detection limits were 1.9 x 10ˉ⁸ and 1.6 x 10ˉ9 mol Lˉ¹ for the samples, showing good accuracy and sensitivity of the proposed method. The values obtained for the samples ranged from 2.8 x 10ˉ⁸ ± 5.0 x 10ˉ⁸ mol Lˉ¹ and 3.4 x 10ˉ7 ± 5.0 x 10ˉ9 mol Lˉ¹ for Ca²⁺ in evaluated biodiesel. / A presença de metais no biodiesel está diretamente relacionada com a matéria-prima utilizada e também com o processo utilizado para a obtenção do biodiesel. Este trabalho apresenta um procedimento eletroanalítico simples para a determinação direta de Ca2+ em biodiesel com um eletrodo de carbono vítreo. A determinação foi feita com a técnica Voltametria de Redissolução Anódica no modo onda quadrada (SWASV), usando-se o EDTA como agente complexante. As amostras de biodiesel foram submetidas a um processo de digestão ácida por via úmida por radiação, em sistema fechado, com o uso de um microondas. O procedimento para digestão das amostras foi realizado pela adição de 4 mL de ácido nítrico ultrapuro (HNO₃), 2 mL de peróxido de hidrogênio (H₂O₂) e 1 mL de água deionizada em 300 mg de amostra de biodiesel. As amostras foram aquecidas a uma temperatura de 90 oC, durante 10 minutos, em potência de 300 W e 5 minutos em potência de 450 W. As determinações foram feitas utilizando-se tampão amônio (0,01 mol Lˉ¹), pH 9,4, como eletrólito suporte e EDTA 1 x 10ˉ² mol Lˉ¹ como ligante, nas seguintes condições: potencial de deposição (Edep) = -1000 mV; tempo de pré-concentração (tpré) = 120 s; frequência (Freq.) = 30 Hz; amplitude (Amp) =100 mV e potencial de escada (ΔEescada) =15 mV. A exatidão do método foi verificada através de testes de recuperação. Os resultados foram concordantes, estatisticamente, considerando o teste-t de student para um nível de confiança de 95%. Os valores de CV foram menores que 11%, as recuperações foram entre 102,9 % e 102,4 % e os valores dos limites de detecção foram de 1,9 x 10ˉ⁸ e de 1,6 x 10ˉ9 mol Lˉ¹ para as amostras analisadas, mostrando boa exatidão e sensibilidade do método proposto. Os valores obtidos para as amostras analisadas situaram-se entre 2,8 x 10ˉ6 ± 5,0 x 10ˉ⁸ mol Lˉ¹ e 3,4 x 10ˉ7 ± 5,0 x 10ˉ9 mol Lˉ¹ para Ca²⁺ nas amostras de biodiesel.

Orientador: Flavia Maria Netto / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-19T21:19:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Silva_FernandaGuimaraesDrummonde_M.pdf: 1363127 bytes, checksum: 68b1a97c95798f4425019ee900814160 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Existem evidências numerosas sobre o papel dos radicais livres em uma série de condições patológicas, incluindo envelhecimento, câncer, esclerose múltipla, doenças cardiovasculares. Hidrolisados protéicos de diferentes fontes têm sido estudados por seu potencial antioxidante. A atuação antioxidante da proteína, na maioria das vezes, encontra-se limitada devido à conformação espacial, que concentra resíduos capazes de neutralizar radicais livres no interior da molécula, dificultando o acesso das espécies reativas aos centros nucleofílicos. A hidrólise da proteína contribui para aumentar a exposição desses resíduos de aminoácidos, aumentando sua atuação como antioxidante. Compostos fenólicos podem estar presentes em hidrolisados proteicos de origem vegetal, devido a sua associação com as proteínas. Métodos in vitro que simulam as condições do trato gastrointestinal permitem estudar como a digestão pode interferir na atividade antioxidante de peptídeos e compostos fenólicos. O presente trabalho tem como objetivos obter hidrolisados proteicos com capacidade antioxidante a partir da farinha de linhaça e avaliar o efeito da digestão in vitro pode interferir nessa atividade. A farinha de linhaça marrom foi desengordurada, obtendo-se a farinha de linhaça marrom desengordurada (FLMD). O concentrado proteico de linhaça (CPL) foi obtido a partir da FLMD por extração alcalina e precipitação no ponto isoelétrico seguida de neutralização. Para obtenção dos hidrolisados proteicos (HPL), a partir do CPL, com Alcalase, foi realizado um delineamento composto central rotacional (DCCR) 2². As variáveis independentes foram pH que variou entre 7,5 a 9,5 e relação enzima: substrato (E:S) que variou de 1:150 a 1:30. As variáveis dependentes foram grau de hidrólise (GH), teor de substâncias redutoras do reagente de Folin-Ciocalteau e atividade antioxidante, determinada por FRAP e ORAC. Teor de substâncias redutoras e atividade antioxidante foram avaliados a partir dos extratos aquosos e metanólico (metanol 70%). Os hidrolisados de maior atividade antioxidante, a FLMD e o CPL foram submetidos à digestão in vitro, simulando as condições da digestão gastrintestinal. As amostras antes e após a digestão in vitro foram caracterizadas por eletroforese em sistema SDS-PAGE Tricina e por cromatografia liquida de alta eficiência de fase reversa (HPLC- RP). O teor de substâncias redutoras e da atividade antioxidante das amostras FLMD, CPL e HPL foram avaliados antes e após a digestão in vitro. As condições ótimas para obtenção de HPL de maior GH (21,0%) são pH entre 7,5 e 8,0 e E:S entre 1:60 e 1:30, indicando que a faixa de pH ótimo da enzima e a alta E:S favorecem maior hidrólise do CPL. Para obtenção de HPL com maior teor de substâncias redutoras para os extratos aquoso (24 mg EAG/ g HPL) e metanólico (20 mg EAG/ g HPL) as condições ótimas são pH ~ 8,5 /E:S 1:30. Este resultado parece estar relacionado à liberação de compostos fenólicos ligados a proteína e também de peptídeos durante a hidrólise. Açúcares e aminoácidos aromáticos presentes no hidrolisado podem interferir na reação e superestimar o teor de fenóis dos HPL. A maior atividade antioxidante determinada pelo método de FRAP para o extrato aquoso (42 mg SF/ g HPL) se dá nas condições de pH ~ 9,5/E:S ~1:150 e para o extrato metanólico (40 mg SF/ g HPL) pH entre 8,5 e 9,0/E:S entre 1:90 a 1:150. Para o método de ORAC, as condições ótimas para maior atividade antioxidante no extrato aquoso (300 µmol TE/ g HPL) são pH entre 7,5 a 9,5/E:S ~ 1:30 ou ~1:150 e para o extrato metanólico (330 µmol TE/ g HPL) são pH ~ 8,5/E:S entre 1:150 e 1:30. Os hidrolisados de maior atividade antioxidante foram os obtidos em pH 8,5/E:S 1:90, e em pH 9,2/E:S 1:133 denominados HPL 0 e HPL 3, respectivamente. Para a FLMD, CPL e os hidrolisados, após a digestão in vitro, observou-se que o teor de substâncias redutoras totais aumentou (9 a 20 vezes) para todas as amostras. O teor de substâncias redutoras do CPL (~24 mg EAG/ g amostra), em ambos os extratos, após a digestão in vitro se igualou ao teor dos hidrolisados (~23 mg EAG/ g amostra). Este resultado sugere que tanto a hidrólise com Alcalase quanto o processo digestório liberam compostos redutores, dentre eles fenólicos da proteína de linhaça. A atividade antioxidante dos extratos de FLMD e CPL, determinada por FRAP, também aumentou (de 3 a 10 vezes) após a digestão, mas não se igualou à atividade antioxidante dos hidrolisados (48 mg SF/g amostra). No entanto, o CPL apresentou atividade antioxidante determinada por ORAC semelhante à dos hidrolisados no extrato aquoso (~420,24 µmol TE/ g amostra) e 10 % maior que o encontrado para os hidrolisados (~365 µmol TE/ g amostra) no extrato metanólico. Após a digestão in vitro, os hidrolisados apresentaram a maior atividade antioxidante medida por FRAP (50 mg SF/ g amostra), e o CPL, a maior atividade determinada pelo método de ORAC (~430 µmol TE/ g amostra). Estes resultados sugerem o processo digestório é tão ou mais eficiente que a Alcalase em liberar os compostos com atividade redutora no CPL. Uma vez que a metodologia de determinação da atividade antioxidante por ORAC tem maior proximidade com o mecanismo de oxirredução que ocorre in vivo, esses resultados sugerem o uso do CPL como melhor produto protéico da linhaça com maior potencial antioxidante para a formulação de nutracêuticos e alimentos funcionais / Abstract: There are several evidences which indicate the role of free radicals on a series of pathological conditions, including aging, cancer, multiple sclerosis and cardiovascular disease. Hydrolysates from different sources have been studied because of their antioxidant potential. The antioxidant activity of the protein, in most cases, is limited due to their conformation, which concentrates residues capable of neutralize free radicals in the molecule¿s core, hampering the access of the reactive species to nucleophilic sites. The protein hydrolysis contributes to increasing the exposure of these amino acid residues, increasing their role as antioxidants. Phenolic compounds may also be present in vegetable protein hydrolysates because of their association with proteins. In vitro methods that simulate the conditions of the gastrointestinal digestion are an important way to evaluate how the digestion affects the antioxidant activity of phenolic compounds and peptides. This study aims at obtaining hydrolysates with antioxidant capacity from defatted flaxseed flour and evaluate the effect of the in vitro digestion on this activity. The brown flaxseed flour was defatted, resulting in the brown defatted flaxseed meal (BDFM). The flaxseed protein concentrate (FPC) was obtained from the BDFM by alkaline extraction and precipitation at the isoelectric point followed by neutralization. To obtain the flaxseed protein hydrolysates (FPL), using FPC and Alcalase, a central composite rotational design (DCCR) was performed. The independent variables were pH ranging from 7.5 to 9.5 and enzyme: substrate ratio (E: S) that ranged from 1:150 to 1:30. The dependent variables were the degree of hydrolysis (DH), total phenolic content and antioxidant activity, determined by FRAP and ORAC. Phenolic and antioxidant activity were evaluated from the aqueous and methanol (70% methanol). The hydrolysates with the highest antioxidant activity, the CPL FLMD were submitted to the in vitro digestion. The samples obtained before and after the in vitro digestion were characterized by electrophoresis SDS-PAGE- tricine and HPLC. The total phenolic content and antioxidant activity of FLMD, CPL and HPL were evaluated before and after in vitro digestion. The optimum conditions to obtain HPL with the highest GDH (21.0%) are pH (7.5-8) and E:S ratio (1:60-1:30), which indicates that the Alcalase optimum pH and highest E:S ratio collaborates to highest hydrolysis of CPL. To obtain HPL with higher content of Folin-Ciocalteau reducing compounds content in aqueous (EAG 24 mg / g HPL) and methanol (20 mg EAG / g HPL) extracts, the optimum conditions were pH ~ 8.5 / E: S 1:30. This result seems to be related to the release of phenolic compounds bound to protein and also of peptides during hydrolysis. The highest antioxidant activity determined by the FRAP method in the aqueous extract (42 mg SF / g HPL) occurs under pH ~ 9.5 / E: S ~ 1:150 and the methanol extract (40 mg SF / g HPL) pH 8.5-9.0 / E: S 1:90-1:150. For the ORAC method, optimum conditions for increased antioxidant activity in aqueous extract (300 µmol TE / g HPL) are pH 7.5-9.5 / E: S ~ 1:30 or 1:150 and the methanol extract (330 µmol TE / g HPL) are pH ~ 8.5 / E: S 1:30-1:150. The hydrolysates with the highest antioxidant activities were obtained at pH 8.5 / E: S 1:90, and at pH 9.2 / E: S 1:133 denominated HPL ) and HPL 3, respectively. For FLMD, CPL and hydrolysates, after in vitro digestion, the content increased (9-20 times) for all samples. The Folin-Ciocalteau reducing capacity of the CPL (EAG ~ 24 mg / g sample) in both extracts after in vitro digestion equaled the content of hydrolysates (EAG ~ 23 mg / g sample). This result suggests that both hydrolysis with Alcalase and the digestion process are able to release phenolic compounds from the flaxseed products. The antioxidant activity of extracts of FLMD, CPL determined by FRAP, also increased (from 3 to 10 times) after digestion, but did not reached the antioxidant activity of hydrolysates (48 mg SF / g sample). However, when the activity was determined by ORAC, the FPC showed value similar to the hydrolysates, measured on the aqueous extract (~ 420.24 µmol TE / g sample) and 10% higher than on the methanol extract (~ 365 µmol TE / g sample). After in vitro digestion, hydrolysates showed the highest antioxidant activity measured by FRAP (SF 50 mg / g sample), and the FPC, the highest activity determined by ORAC method (~ 430 micromol TE / g sample). These results suggest that digestive process are equally or more effective than Alcalase in releasing peptides and phenolic compounds present in the FPC. Since the methodology for determining the antioxidant activity by ORAC utilizes a biologically relevant radical source, these results suggest the use of FPC as the best protein product of flaxseed with potential antioxidant in the formulation of nutraceuticals and functional foods / Mestrado / Nutrição Experimental e Aplicada à Tecnologia de Alimentos / Mestre em Alimentos e Nutrição

Made available in DSpace on 2014-08-20T13:42:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese_Renata_Schmidt_Filgueras.pdf: 2801681 bytes, checksum: 977f5228a16ea0addcff2a8a6f4e1cd3 (MD5) Previous issue date: 2010-07-20 / Biochemical characteristics and oxidative stability during chilling and frozen were studied in M. Gastrocnemius pars interna (GN) and M. Iliofiburalis (IF) of rhea americana. The histochemical and morphometrical study was also conducted to determine fibre types and structural and ultrastructural differences between GN and IF muscles of rhea. Finally, the in vitro protein digestibility and the nutritional value of proteins were also investigated after storage/ageing and cooking in GN muscle. The ultimate pH was similar in both muscles, but the glycolytic potential (GP) was significantly higher in IF than in GN muscle. Under chilling (4 °C) and air-packaging rhea muscles exhibited differences in their stability. In particular, the IF muscle presented high colour instability and high lipid and protein oxidations after 5 days of air-packaged storage. Under chilling (4 °C) and vacuum-packaging both muscles were highly stables during 28 days and did not present evidences of oxidation. Under frozen (-20 °C) GN muscle was perfectly stable during 180 days, but IF muscle presented evidences of lipid and myoglobin oxidation after 90 days of storage. The fatty acid composition, higher lipid content and the higher myoglobin concentration in IF than in GN muscle could partially explain the instability of IF muscle during air-packaging, but the high residual glycogen observed in biochemical analysis also seemed to be involved in the occurrence of the oxidative process. The histochemical analysis of rhea limb muscles demonstrated the presence of only one type of fibres in both GN and IF muscles, i.e. fast-twitch oxidative and glycolytic (FOG) fibres. The homogeneity of fibres was evident after m-ATPase, SDH and glycogen staining reactions. In addition, the ultrastructural observation of rhea myofibrils showed contracted and stretched areas, as well as abundant glycogen and numerous mitochondria, mainly in IF muscle. Finally, the study of protein nutritional value and protein rate of digestion indicated that storage/ageing had less impact than cooking on protein oxidation and aggregation. After cooking (100 °C, 30 min) the aggregates increased 400% and the content of aromatic amino acids decreased. The nutritional value of proteins was affected by cooking, as demonstrated by the decrease of pepsin activity rate. However, trypsin chymotrypsin activities were stable after heat treatment. / As características bioquímicas e a estabilidade oxidativa durante o armazenamento foram estudadas nos músculos Gastrocnemius pars interna (GN) e Iliofiburalis (IF) de emas (rhea americana). Além disso, o estudo histoquímico e morfológico foi conduzido para determinar o tipo metabólico e contráctil das fibras musculares e as diferenças estruturais e ultra-estruturais entre os dois músculos. Por fim, a taxa de digestão e o valor nutricional das proteínas miofibrilares foram investigados após armazenamento/maturação e cocção da carne do músculo GN. O pH final de ambos os músculos foi semelhante, mas o potencial glicolítico (PG) do músculo IF foi significativamente superior ao do músculo GN. Sob refrigeração (4 °C) e embalagem permeável ao oxigênio os músculos de ema apresentaram diferenças de estabilidade oxidativa. Particularmente, o músculo IF mostrou grande instabilidade de cor e altos níveis de oxidação lipídica e protéica ao final de cinco dias de armazenamento. Sob refrigeração e embalagem a vácuo ambos os músculos foram estáveis durante 28 dias, não apresentando evidências de oxidação. Sob congelamento, enquanto o músculo GN foi estável durante 180 dias, o músculo IF mostrou indícios de oxidação de lipídios e da mioglobina a partir de 90 dias. O perfil dos ácidos graxos, a maior quantidade de lipídios totais e a maior concentração de mioglobina do músculo IF explicam parcialmente sua maior instabilidade oxidativa quando exposto ao oxigênio. Porém, a grande quantidade de glicogênio residual observada no músculo IF após análise bioquímica também parece estar envolvida na ocorrência dos processos oxidativos. A análise histoquímica dos músculos GN e IF de emas mostrou a presença de somente um tipo de fibra muscular em ambos os músculos, isto é, todas as fibras analisadas foram classificadas como fibras de metabolismo misto (oxidativo e glicolítico) e contração rápida. A homogeneidade do tipo de fibras foi evidenciada após a aplicação de técnicas histoquímicas que determinaram a atividade da m-ATPase, a atividade da succinato desidrogenase (SDH) e presença de glicogênio muscular. Além disso, a observação ultra-estrutural das miofibrilas mostrou áreas de contração e áreas de extensão, assim como abundância de mitocôndrias e de glicogênio, principalmente no músculo IF. Por fim, o estudo do valor nutricional e da taxa de digestão das proteínas miofibrilares da carne de ema indicaram que a maturação foi menos impactante do que a cocção sobre a oxidação das proteínas e formação de agregados. Após cocção (100 °C, 30 min), a quantidade de agregados aumentou até 400% na carne de ema e os teores de amino ácidos aromáticos caíram. A taxa de digestão pela pepsina diminuiu após tratamento térmico, enquanto a taxa de digestão pela tripsina/quimotripsina manteve-se estável.

Os procedimentos para uso clínico de células-tronco derivadas de tecido adiposo (CT-TA) exigem grandes quantidades de células, por isso, em geral os protocolos envolvem a expansão e cultura celular in vitro. No entanto, as metodologias utilizadas rotineiramente para o cultivo de CT-TA envolvem a utilização de componentes xenobióticos, como a colagenase e o soro fetal bovino (SFB), que representam riscos potencias de reações imunológicas e transmissão de doenças infecciosas. Sendo assim, pretendeu-se no presente estudo analisar diferentes parâmetros metodológicos para isolamento e expansão de CT-TA, na ausência de componentes xenobióticos. Para tanto, as células-tronco foram isoladas por digestão enzimática ou dissociação mecânica e submetidas à expansão na presença de SFB ou lisado de plaquetas humano (LP). Os resultados mostraram que a metodologia de dissociação mecânica representa uma alternativa viável e eficiente para cultivo de CT-TA, e que o emprego de LP como suplemento para o meio de cultura aumentou de forma significativa a proliferação celular. Em função desses resultados, pode-se concluir que é possível a implementação de técnicas de isolamento e expansão de CT-TA, prescindindo-se de componentes xenobióticos. / The procedures for the clinical use of adipose-derived stem cells (ASC) require large amounts of cells, so in general protocols involve culture and cell expansion in vitro.However, the methods routinely used for the culture of ASC involves the use of xenobiotic components, such as collagenase and fetal bovine serum (FBS), that may representing potential risk of immunological reactions and the risk of transmission of infectious diseases. Thus, it was intended in this study to analyze different methodological parameters for the isolation and expansion of ASC in the absence of xenobiotic components. For this, stem cells were isolated by enzymatic digestion and mechanical dissociation and were submitted to expansion in the presence of FBS or human platelet lysate (PL). The results showed that the mechanical dissociation method represents an effective alternative to growing ASC, and that the use of PL as a supplement to the culture medium significantly increased cellular proliferation. In view of these results, we can conclude that it is possible to implement techniques for isolation and expansion of ASC, dispensing xenobiotic components.

O presente trabalho foi desenvolvido para avaliar o potencial de utilização de um reator anaeróbico fabricado em PEAD Polietileno de Alta Densidade, produzido pelo processo de rotomoldagem em substituição aos reatores convencionais construídos em concreto e alvenaria, trabalhando em regime de batelada e enterrados no solo. Os estados de tensões e deformações foram avaliados utilizando o programa de Elementos Finitos ABAQUS versão 6.5 e a malha dos nós utilizando o programa MSC PATRAN 2005 formando 7329 nós e 2004 elementos, em uma malha otimizada para as regiões de maior curvatura (pontos concentradores de tensão). O carregamento é formado com uma pressão interna do biogás de 5 kPa acrescido da carga hidrostática de biomassa de 6000 kgf em uma fundação elástica calculada pela razão tensão/recalque a partir do Módulo de Elasticidade equivalente do solo (Esolo). Comparando o estado de tensões avaliado durante o carregamento foi possível constatar que a maior tensão obtida no elemento mais crítico para a utilização mais provável do reator atingiu o valor de 7,46 MPa (não supera 40% do menor valor de resistência à tração e ao cisalhamento do PEAD de 20 MPa) e a maior razão de deformação dR/R foi de 1.0%. O caso mais crítico avaliado foi quando o reator está enterrado, totalmente vazio, em solo com Esolo = 1,55 MPa e o material com EPEAD = 1550 MPa e com uma sobrecarga superficial no terreno de 20kN/m2 gerando uma tensão de 17,80 MPa no elemento 1955 (atingindo 89% do menor valor de resistência à tração e ao cisalhamento do PEAD igual a 20 MPa). Os resultados obtidos comprovam que o reator produzido em PEAD substitui com vantagens os modelos fabricados em concreto ou alvenaria, suportando a pressão interna do biogás e a carga de biomassa. / The present work was developed to evaluate the potential of uses of an anaerobic reactor manufactured in HDPE High Density Polyethylene produced by the rotomolding process in substitution to the conventional reactors built in stonemasonry, working in a batch regime and buried in the soil. The state of tensions and the deformations were assessed using the program of Finite Elements ABAQUS version 6.5 and the mesh of the knots using the program MSC PATRAN 2005 forming 7329 knots and 2004 elements, in an optimized mesh for the areas of larger curvature (tension concentrator points). The loading is formed with an internal pressure of the biogas of 5kPa added of biomass hydrostatic load of 6000 kg in an elastic foundation calculated by the ratio pressure/settling starting from the Module of equivalent Elasticity of the soil (Esolo). Comparing the state of tensions assessed during the loading was possible to verify that the largest tension obtained in the most critical element goes the most probable utilization of the reactor, reached the value of 7, 46 MPa (it doesn't surpass 40% of the smallest resistance value to the traction and to the shearing strain of HDPE of 20 MPa) and the largest ratio of dR/R deformation was of 1.0%. The most critical assessed case was when the reactor is buried in soil with Esolo = 1,55 MPa and material with EPEAD = 1550 MPa, totally empty and with a superficial overload in the land of 20kN/m2 generating a tension of 17,80 MPa in the element 1955 (reaching 89% of the smallest resistance value to the traction and the shearing strain of a 20 MPa HDPE). The obtained results confirmed that the reactor produced in HDPE substitutes with advantages the models manufactured in stonemasonry, supporting the internal biogas pressure and the biomass load.

O presente trabalho foi desenvolvido para avaliar o potencial de utilização de um reator anaeróbico fabricado em PEAD Polietileno de Alta Densidade, produzido pelo processo de rotomoldagem em substituição aos reatores convencionais construídos em concreto e alvenaria, trabalhando em regime de batelada e enterrados no solo. Os estados de tensões e deformações foram avaliados utilizando o programa de Elementos Finitos ABAQUS versão 6.5 e a malha dos nós utilizando o programa MSC PATRAN 2005 formando 7329 nós e 2004 elementos, em uma malha otimizada para as regiões de maior curvatura (pontos concentradores de tensão). O carregamento é formado com uma pressão interna do biogás de 5 kPa acrescido da carga hidrostática de biomassa de 6000 kgf em uma fundação elástica calculada pela razão tensão/recalque a partir do Módulo de Elasticidade equivalente do solo (Esolo). Comparando o estado de tensões avaliado durante o carregamento foi possível constatar que a maior tensão obtida no elemento mais crítico para a utilização mais provável do reator atingiu o valor de 7,46 MPa (não supera 40% do menor valor de resistência à tração e ao cisalhamento do PEAD de 20 MPa) e a maior razão de deformação dR/R foi de 1.0%. O caso mais crítico avaliado foi quando o reator está enterrado, totalmente vazio, em solo com Esolo = 1,55 MPa e o material com EPEAD = 1550 MPa e com uma sobrecarga superficial no terreno de 20kN/m2 gerando uma tensão de 17,80 MPa no elemento 1955 (atingindo 89% do menor valor de resistência à tração e ao cisalhamento do PEAD igual a 20 MPa). Os resultados obtidos comprovam que o reator produzido em PEAD substitui com vantagens os modelos fabricados em concreto ou alvenaria, suportando a pressão interna do biogás e a carga de biomassa. / The present work was developed to evaluate the potential of uses of an anaerobic reactor manufactured in HDPE High Density Polyethylene produced by the rotomolding process in substitution to the conventional reactors built in stonemasonry, working in a batch regime and buried in the soil. The state of tensions and the deformations were assessed using the program of Finite Elements ABAQUS version 6.5 and the mesh of the knots using the program MSC PATRAN 2005 forming 7329 knots and 2004 elements, in an optimized mesh for the areas of larger curvature (tension concentrator points). The loading is formed with an internal pressure of the biogas of 5kPa added of biomass hydrostatic load of 6000 kg in an elastic foundation calculated by the ratio pressure/settling starting from the Module of equivalent Elasticity of the soil (Esolo). Comparing the state of tensions assessed during the loading was possible to verify that the largest tension obtained in the most critical element goes the most probable utilization of the reactor, reached the value of 7, 46 MPa (it doesn't surpass 40% of the smallest resistance value to the traction and to the shearing strain of HDPE of 20 MPa) and the largest ratio of dR/R deformation was of 1.0%. The most critical assessed case was when the reactor is buried in soil with Esolo = 1,55 MPa and material with EPEAD = 1550 MPa, totally empty and with a superficial overload in the land of 20kN/m2 generating a tension of 17,80 MPa in the element 1955 (reaching 89% of the smallest resistance value to the traction and the shearing strain of a 20 MPa HDPE). The obtained results confirmed that the reactor produced in HDPE substitutes with advantages the models manufactured in stonemasonry, supporting the internal biogas pressure and the biomass load.

Made available in DSpace on 2017-07-10T18:08:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Angela Laufer.pdf: 5766325 bytes, checksum: cb9afddf700c4821197d4533b65f3d8f (MD5) Previous issue date: 2008-12-15 / The increase in the generation of urban solid residues and the inadequate forms of treatment/disposition contribute directly with the environmental problem. In face of this situation comes the need of alternative options for the treatment of these residues, which guarantee other benefits, besides the obtained with the adequate final disposition. One of these options for the treatment of the organic fraction contained in the urban solid residues is the anaerobic digestion, which represents an attractive technology for the treatment of these residues, propitiating the transformation of the organic residue in products of aggregate value. In this context, this study aimed at to evaluate an alternative process of biodigestion for the treatment of organic domestic solid residues of the urban area. For reaching such a goal, it was firstly accomplished an environmental diagnosis aiming at the generation potential identification of the domestic residues, and at the same time it was developed a prototype for the alternative process of biodigestion. It was made the process operational parameters evaluation aiming at the optimization, through the accomplishment of a complete factorial planning, investigating the agitation effect, innocuous and water level, in the process kinetics and in the material conditions digested by the alternative process of anaerobic biodigestion, more specifically in the chemical quality of the biofertiliser, and also as complementary thing it was esteemed the application of this product generated by the corn and the soya cultivation. The results of the environmental diagnosis allowed determining a correlation for the generation potential of domestic residues estimate, as well as for the standardization of the organic fraction used in the experiment, enabling the composition reproduction of the real load in each experimental rehearsal. The proposed system for the treatment of the organic domestic solid residues was configured as an innovative method, and the experimental rehearsals accomplished in the real operation conditions, showed the influence of the analyzed parameters. Finally, the biofertiliser application estimate demonstrated the best revenues due to the application doses recommended for the corn culture and of the soya manuring. / O aumento na geração de resíduos sólidos urbanos e as formas inadequadas de tratamento/disposição contribuem de forma direta com a problemática ambiental. Perante este cenário surge à necessidade de opções alternativas para o tratamento destes resíduos, as quais garantam outros benefícios, além dos obtidos com a disposição final adequada. Uma destas opções para o tratamento da fração orgânica contida nos resíduos sólidos urbanos é a digestão anaeróbia, que representa uma tecnologia atraente para o tratamento destes resíduos, propiciando a transformação do resíduo orgânico em produtos de valor agregado. Neste contexto, este estudo teve por objetivo avaliar um processo alternativo de biodigestão para o tratamento de resíduos sólidos orgânicos domésticos da área urbana. Para atingir tal objetivo, primeiramente realizou-se um diagnóstico ambiental visando à identificação do potencial de geração dos resíduos domésticos, em paralelo desenvolveu-se um protótipo para o processo alternativo de biodigestão, efetuou-se a avaliação de parâmetros operacionais do processo visando à otimização, por meio da realização de um planejamento fatorial completo, investigando o efeito da agitação, inóculo e teor de água, na cinética do processo e nas condições do material digerido pelo processo alternativo de biodigestão anaeróbia, mais especificamente na qualidade química do biofertilizante, e ainda, de forma complementar estimou-se a aplicabilidade deste produto gerado para o cultivo do milho e da soja. Os resultados do diagnóstico ambiental permitiram determinar uma correlação para a estimativa do potencial de geração de resíduos domésticos, bem como, para a padronização da fração orgânica utilizada no experimento, possibilitando a reprodução da composição da carga real em cada ensaio experimental. O sistema proposto para o tratamento dos resíduos sólidos orgânicos domésticos configurou-se como um método inovador, e os ensaios experimentais realizados nas condições reais de operação, explicitaram a influência dos parâmetros analisados. Por fim, as estimativas de aplicabilidade do biofertilizante demonstraram os melhores rendimentos em função das doses de aplicação recomendadas para a adubação da cultura do milho e da soja.