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CARNEIRO, E. A. Imobilização de lipase de Candida antarctica tipo B em Toyopearl. 82 f. 2007. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2007. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-03-23T11:42:29Z No. of bitstreams: 1 2007_dis_eacarneiro.pdf: 2149712 bytes, checksum: e4976f34d95b6896d4b1f00f4a9d10dc (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2016-03-28T18:13:15Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2007_dis_eacarneiro.pdf: 2149712 bytes, checksum: e4976f34d95b6896d4b1f00f4a9d10dc (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-28T18:13:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2007_dis_eacarneiro.pdf: 2149712 bytes, checksum: e4976f34d95b6896d4b1f00f4a9d10dc (MD5) Previous issue date: 2007-08-28 / The objective of this work was to study the immobilization of Candida antarctica type B lipase (CalB) by covalent bond using hydrophilic resin named Toyopearl as a support. The influence of activation agents (glycidol, glutaraldehyde and ethylenediamine) in the hydrolytic activity of the biocatalyst was investigated. The enzyme preparations were tested in the hydrolysis of para-nitrophenyl butyrate (PNPB) and in an esterification reaction, butyl butyrate synthesis from butyric acid and butanol. The support was previously characterized by scanning electronic microscopy (SEM), Xray diffraction (DRX) and Fourier transform infra red (FTIR). Superficial area and porosity were evaluated using BET method. Protein concentration and enzymatic activity in the supernatant were determined before and after immobilization process. Best results of hydrolytic activity were obtained using the enzyme immobilized in Toyopearl-Glyoxyl-EDA-Glutaraldehyde (Toyo-GEG), 894.17 ± 43.29 U/g of support, which is 1.56-fold higher than the hydrolytic activity of Novozym 435. The influence of different loadings of protein and the incubation time in the immobilization were also studied. The saturation of support was observed with a load of 40 mg/g of support with 2238.25 ± 27.33 U/g. A decrease in the hydrolytic activity of enzyme preparations was observed for long incubation times. However, thermal stability studies at 60° C, showed that this parameter was important for enzyme stabilization. Thermal stabilization by immobilization was achieved and the immobilized enzyme was more thermal stable than the soluble enzyme. The immobilized lipase prepared at incubation time of 72 hours was 694.59-fold more stable than soluble enzyme and 12.74 -fold than Novozym 435. In organic medium, cycles of synthesis of butyl butyrate was chosen to quantify operational stability. After the seventh cycle, Toyo-GEG retained around 76 % of the initial activity. / O objetivo deste trabalho foi estudar a imobilização da lipase de Candida antarctica tipo B (CalB) através de ligação covalente utilizando a resina hidrofílica Toyopearl como suporte. Avaliaram-se vários protocolos de ativação, utilizando como agentes ativantes: glicidol, glutaraldeído e etilenodiamina (EDA), e seu efeito na atividade hidrolítica do biocatalisador obtido. A atividade hidrolítica dos derivados foi avaliada pela hidrólise do butirato de para-nitrofenila (PNPB) e utilizou-se como reação de esterificação, a síntese do butirato de butila, empregando ácido butírico e butanol como substratos. O suporte foi previamente caracterizado pela obtenção de imagens por microscopia eletrônica de varredura (MEV), difratogramas de raio-X (DRX) e espectros de infravermelho (FTIR). A área superficial e a porosidade do suporte foram avaliadas pelo método BET. Determinaram-se a concentração de proteína e a atividade enzimática do sobrenadante antes e após os processos de imobilização. O melhor resultado de atividade hidrolítica da enzima imobilizada foi de 894,17 ± 43,29 U/g de suporte, utilizando o suporte Toyopearl-Glioxil-EDA-Glutaraldeído (Toyo-GEG). Este valor de atividade foi 1,56 vezes maior que o obtido para o derivado comercial Novozym 435. A influência de diferentes concentrações de proteína foi avaliada e observou-se a saturação do suporte com uma concentração de 40 mg/g e 2238,25 ± 27,33U/g de atividade. A influência dos tempos de incubação na imobilização indicou que longos tempos de imobilização acarretam na diminuição da atividade hidrolítica dos biocatalisadores. Nos estudos de estabilidade térmica a 60° C, conseguiu-se um elevado grau de estabilização para o derivado, com estabilidade térmica superior a da enzima solúvel. Para o derivado obtido com 72 horas de imobilização o fator de estabilização em relação à enzima solúvel e ao derivado comercial, respectivamente, foi de 694,56 e 12,74. Quanto à estabilidade operacional, após o sétimo ciclo de síntese do butirato de butila, o derivado Toyo-GEG reteve em torno de 76 % de sua atividade inicial.

CoordenaÃÃo de AperfeiÃoamento de Pessoal de NÃvel Superior / O objetivo deste trabalho foi estudar a imobilizaÃÃo da lipase de Candida antarctica tipo B (CalB) atravÃs de ligaÃÃo covalente utilizando a resina hidrofÃlica Toyopearl como suporte. Avaliaram-se vÃrios protocolos de ativaÃÃo, utilizando como agentes ativantes: glicidol, glutaraldeÃdo e etilenodiamina (EDA), e seu efeito na atividade hidrolÃtica do biocatalisador obtido. A atividade hidrolÃtica dos derivados foi avaliada pela hidrÃlise do butirato de para-nitrofenila (PNPB) e utilizou-se como reaÃÃo de esterificaÃÃo, a sÃntese do butirato de butila, empregando Ãcido butÃrico e butanol como substratos. O suporte foi previamente caracterizado pela obtenÃÃo de imagens por microscopia eletrÃnica de varredura (MEV), difratogramas de raio-X (DRX) e espectros de infravermelho (FTIR). A Ãrea superficial e a porosidade do suporte foram avaliadas pelo mÃtodo BET. Determinaram-se a concentraÃÃo de proteÃna e a atividade enzimÃtica do sobrenadante antes e apÃs os processos de imobilizaÃÃo. O melhor resultado de atividade hidrolÃtica da enzima imobilizada foi de 894,17  43,29 U/g de suporte, utilizando o suporte Toyopearl-Glioxil-EDA-GlutaraldeÃdo (Toyo-GEG). Este valor de atividade foi 1,56 vezes maior que o obtido para o derivado comercial Novozym 435. A influÃncia de diferentes concentraÃÃes de proteÃna foi avaliada e observou-se a saturaÃÃo do suporte com uma concentraÃÃo de 40 mg/g e 2238,25  27,33U/g de atividade. A influÃncia dos tempos de incubaÃÃo na imobilizaÃÃo indicou que longos tempos de imobilizaÃÃo acarretam na diminuiÃÃo da atividade hidrolÃtica dos biocatalisadores. Nos estudos de estabilidade tÃrmica a 60 C, conseguiu-se um elevado grau de estabilizaÃÃo para o derivado, com estabilidade tÃrmica superior a da enzima solÃvel. Para o derivado obtido com 72 horas de imobilizaÃÃo o fator de estabilizaÃÃo em relaÃÃo à enzima solÃvel e ao derivado comercial, respectivamente, foi de 694,56 e 12,74. Quanto à estabilidade operacional, apÃs o sÃtimo ciclo de sÃntese do butirato de butila, o derivado Toyo-GEG reteve em torno de 76 % de sua atividade inicial. / The objective of this work was to study the immobilization of Candida antarctica type B lipase (CalB) by covalent bond using hydrophilic resin named Toyopearl as a support. The influence of activation agents (glycidol, glutaraldehyde and ethylenediamine) in the hydrolytic activity of the biocatalyst was investigated. The enzyme preparations were tested in the hydrolysis of para-nitrophenyl butyrate (PNPB) and in an esterification reaction, butyl butyrate synthesis from butyric acid and butanol. The support was previously characterized by scanning electronic microscopy (SEM), Xray diffraction (DRX) and Fourier transform infra red (FTIR). Superficial area and porosity were evaluated using BET method. Protein concentration and enzymatic activity in the supernatant were determined before and after immobilization process. Best results of hydrolytic activity were obtained using the enzyme immobilized in Toyopearl-Glyoxyl-EDA-Glutaraldehyde (Toyo-GEG), 894.17  43.29 U/g of support, which is 1.56-fold higher than the hydrolytic activity of Novozym 435. The influence of different loadings of protein and the incubation time in the immobilization were also studied. The saturation of support was observed with a load of 40 mg/g of support with 2238.25  27.33 U/g. A decrease in the hydrolytic activity of enzyme preparations was observed for long incubation times. However, thermal stability studies at 60 C, showed that this parameter was important for enzyme stabilization. Thermal stabilization by immobilization was achieved and the immobilized enzyme was more thermal stable than the soluble enzyme. The immobilized lipase prepared at incubation time of 72 hours was 694.59-fold more stable than soluble enzyme and 12.74 -fold than Novozym 435. In organic medium, cycles of synthesis of butyl butyrate was chosen to quantify operational stability. After the seventh cycle, Toyo-GEG retained around 76 % of the initial activity.

Made available in DSpace on 2015-05-14T13:21:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Arquivototal.pdf: 1879228 bytes, checksum: 90c7da6ef56a230fab2ca924b5d230db (MD5) Previous issue date: 2012-08-20 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The clay mineral vermiculite was modified by intercalation of ethylenediamine (en) in acidic medium based on a 24 factorial design, the selected variables were: temperature of the intercalation reaction, concentration of en+, time under stirring and acid leaching of the vermiculite. Sixteen different experimental conditions were carried out and the evaluated response was the percentage of nitrogen in each sample. The pristine and modified matrices were characterized through the following techniques, elemental analysis of CHN, x-ray diffraction, infrared spectroscopy, nuclear magnetic resonance for 29Si nucleus. A chemometric study was performed by using the sixteen infrared spectra to investigate the effect of the experimental conditions in the modification of vermiculite. The results showed that temperature of the reaction and the leaching process of the solid have relevant influence in terms of structural properties of vermiculite. The elemental analysis data gave 0.54 mmol g-1 for the amount of organic groups, suggesting the effectiveness of the intercalation reaction of protonated ethylenediamine (en+) in the interlayer space of the material. The solid obtained under optimized conditions was applied to adsorption of the reactive dye Remazol Blue RN from aqueous solutions, by using a 22 factorial design, the variables studied were: temperature and time of reaction, and the response was given by the UV-Vis absorption of the dye typical band. The results showed that the modified vermiculite is an efficient adsorbent for removing of Remazol blue RN from aqueous solution and the application of experimental design is important for determining the best conditions for the experimental variables. / O argilomineral vermiculita foi modificado por intercalação de etilenodiamina (en) em meio ácido. Para isto, foi empregado um planejamento fatorial 24, cujos fatores escolhidos foram: temperatura da reação de intercalação, concentração de en+, tempo de agitação e lixiviação da vermiculita, no total foram obtidas 16 amostras de vermiculita preparadas em diversas condições experimentais. A resposta avaliada foi a percentagem de nitrogênio. As matrizes pura e modificadas foram caracterizadas através das técnicas de análise elementar de CHN; difração de raios X; espectroscopia na região do infravermelho e ressonância magnética nuclear de 29Si. Um estudo quimiométrico foi realizado utilizando os espectros na região do infravermelho das 16 amostras para investigar o efeito das condições experimentais na modificação de vermiculita. Os resultados mostraram que a temperatura de reação e o processo de lixiviação do sólido tem influência relevante em termos de propriedades estruturais da vermiculita. Os dados de análise elementar forneceram o valor de 0,54 mmol g-1 para a quantidade de grupos orgânicos, sugerindo a efetividade da reação de intercalação de etilenodiamina protonada (en+) no espaço interlamelar do material. O sólido otimizado foi aplicado em processo de adsorção do corante reativo azul de remazol RN em solução aquosa, utilizando o planejamento fatorial, na qual as variáveis foram: temperatura e tempo de agitação, as respostas foram dadas pela absorção no UV-VIS da banda característica do corante. Os resultados mostraram que a vermiculita modificada é um adsorvente eficiente para a remoção do corante reativo azul de remazol RN em solução aquosa e que a aplicação do planejamento experimental é importante para a determinação das melhores condições das variáveis experimentais.

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / The significant increase of carbon dioxide emissions in the atmosphere comes intensifying the global warming. The search for energetic source that turn emission down is of great importance, as well as the use of complementary actions like dioxide carbon capture process of the main emissions sources. From among some processes already very well-known industrially highlights chemical absorption with alkanolamine, which shows some disadvantages in being costly and generate waste derived from recovery. The use gas-solid selective in carbon dioxide adsorption has very advantages over absorption liquid amine such as easy handling without risks to the environment and recovering of adsorbent material, being possible to use industries plants with continuous flux. In this context were synthesized through hydrothermal method two materials of family M41S of type MCM-41 and MCM-48. Then the materials were impregnated with ethylenediamine by wet impregnation method. These materials were used for the carbon dioxide adsorption process and were characterized by several physic-chemical techniques. The powder X-ray diffraction patterns of the samples showed all peaks characteristics of MCM-41 and MCM-48 before and after impregnation with amines. The absorption spectrum in the infrared region showed bands due to Si-O and O-Si-O bonds in all materials and N-H bonds due to presence of amine in the supports after impregnation process. The thermogravimetric curves showed that stability of material containing amines is up to 100 °C. The materials showed N2 adsorption isotherms type IV, some with hysteresis type H1 and high surfaces areas (over 1000 m2 g-1). Carbon dioxide capture tests in flux system and atmosphere pressure showed significant drawbacks in the capture capacities of carbon dioxide for the materials impregnated with ethylenediamine in comparison to the values obtained with the MCM-41 and MCM-48 supports alone. Tests with closed system and pressure variation in the range of 0.5 to 30 bar allowed the construction of the isotherms to prepared materials of which were fitted using the Langmuir model. The results showed that the samples of MCM-41 and MCM-48 without impregnation are favorable for applications where high pressures are required. / O aumento significativo das emissões de dióxido de carbono na atmosfera vem acentuando o efeito do aquecimento global. A busca por fontes energéticas que minimizem as emissões é de grande importância, como também o uso de ações complementares como processos para captura deste gás das principais fontes emissoras. Dentre alguns processos já bem conhecidos industrialmente, destaca-se a absorção química com alcanolaminas, a qual apresenta algumas desvantagens por ser dispendiosa e gerar rejeitos da sua recuperação. O uso da adsorção gás-sólido seletiva de dióxido de carbono tem muitas vantagens sobre a absorção com aminas líquidas, tais como: fácil manipulação sem riscos ao ambiente, e recuperação do material adsorvente, podendo-se utilizar plantas industriais com fluxo contínuo. Neste contexto, foram sintetizados através do método hidrotérmico dois materiais da família M41S do tipo MCM-41 e MCM-48. Em seguida os materiais foram impregnados com etilenodiamina, através do método de impregnação por via úmida. Estes materiais foram utilizados para o processo de adsorção de dióxido de carbono e foram caracterizados por diversas técnicas físico-químicas. Os difratogramas de raios-X das amostras sintetizadas apresentaram os picos característicos do MCM-41 e do MCM-48 antes e após a impregnação com aminas. Os espectros de absorção na região do infravermelho mostraram bandas devido às ligações Si-O e O-Si-O em todos os materiais e de ligações N-H devido à presença da amina nos suportes após a impregnação. As curvas termogravimétricas mostraram que a estabilidade do material contendo aminas é de até 100 °C. Todos os materiais apresentaram isotermas de adsorção de N2 do tipo IV, alguns com histerese do tipo H1 e elevadas áreas superficiais (acima de 1000 m2 g-1). Os testes de captura de dióxido de carbono em sistema com fluxo e pressão atmosférica mostraram significativas reduções nas capacidades de captura para os materiais impregnados em comparação com os valores obtidos com os suportes MCM-41 e MCM-48. Testes com sistema fechado e variação de pressão na faixa de 0,5-30 bar permitiram o levantamento de isotermas de equilíbrio para os materiais preparados as quais foram ajustadas através do modelo de Langmuir. Os resultados mostraram que as amostras de MCM-41 e MCM-48 são favoráveis para aplicações onde altas pressões são requeridas.

Orientador: Rogério Pinto Mota / Resumo: Neste trabalho foram produzidos filmes finos de polímeros a partir da técnica de polimerização a plasma dos monômeros dietilenoglicol dimetil-eter (diglime), 2-metil-2-oxazolina (oxazolina) e da mistura de etilenodiamina (EDA) e o gás acetileno (C2H2), obtidos em baixa pressão. Esses materiais podem possuir um conjunto de características que são necessárias para aplicações na área da biomedicina. Os plasmas foram analisados por meio das técnicas de sonda de Langmuir (LP) e de espectroscopia ótica de emissão (OES). A caracterização dos polímeros foi realizada por meio das técnicas de medidas de ângulo de contato e energia de superfície (AC e ES), microscopia de força atômica (AFM), microscopia confocal (MC) e espectroscopia infravermelha por transformada de Fourier (FTIR). As características dos plasmas foram correlacionadas às propriedades dos polímeros a fim de se obter informações sobre os processos de polimerização, objetivando que o processo de produção de materiais com características desejáveis seja feito de forma controlada. Foram observadas temperaturas eletrônicas de elétrons frios entre 0,2 e 1,6 eV, e as densidades de plasmas foram da ordem de 10^15 m^-3. O comportamento da temperatura eletrônica em função da pressão de operação e da potência aplicada aos plasmas foi relacionado à produção de espécies CH, CO e Hα em plasmas de diglime, CH, CN, CO e NH em plasmas de 2-metil-2-oxazolina e CH, CN e NH em plasmas da mistura de EDA e C2H2. A participação dessas espécies... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: Plasma polymers obtained by plasma polymerization of diethyleneglycol dimethyl-ether (diglyme), 2-methyl-2-oxazoline (oxazoline) and the mixture of ethylenediamine (EDA) with acetylene (C2H2) were produced in low pressure conditions. These materials might have a set of essential properties to biomedical applications. The plasmas were analyzed by Langmuir probe technique (LP) and optical emission spectroscopy (OES) techniques. Polymer characterization was performed by contact angle and surface energy analysis (AC and ES), atomic force microscopy (AFM), confocal microscopy (MC) and Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). In order to obtain details of polymerization process, plasma characteristics were correlated to polymers properties in order to control the production of materials with desired characteristics. The cold electron temperatures were observed between 0.2 and 1.6 eV and the plasmas densities about 10-15 m -3 . The electronic temperature behavior was analyzed as a function of operating pressure and applied power. This behavior was linked to production of CH, CO and Hα species in diglyme plasmas, CH, CN, CO and NH in 2- methyl-2-oxazoline plasmas and CN, CH and NH species in plasmas of EDA and C2H2 mixture. The mean roughness investigation, the bonds observed by FTIR technique and the deposition rates revealed the role of these species on polymerization processes. The CO species in diglyme plasmas and CN species in plasmas of EDA and C2H2 mixture were responsi... (Complete abstract click electronic access below) / Doutor