Há interesse mundial no desenvolvimento de pesquisas envolvendo produção e extração de colorantes naturais, devido a sérios problemas de segurança industrial associados ao uso de colorantes sintéticos. Este trabalho objetivou produzir colorantes naturais de Penicillium purpurogenum DPUA 1275 por cultivo submerso (em frascos agitados e em biorreator) e estudar a extração dos colorantes vermelhos. Para a produção, os estudos iniciais mostraram que 5 discos de micélio, sacarose e extrato de levedura como fontes de carbono e nitrogênio, respectivamente, e 336 horas de cultivo eram condições adequadas para a produção dos colorantes. Visando à otimização da produção, realizaram-se planejamentos fatoriais, com as variáveis independentes: tempo de cultivo; velocidade de agitação; pH; temperatura; concentração de sacarose e de extrato de levedura. As variáveis-respostas foram produção de colorantes amarelos, laranjas e vermelhos. Dos resultados obtidos, as variáveis mais significativas ao processo foram concentrações de extrato de levedura e de sacarose. A produção dos colorantes vermelhos foi otimizada, alcançando a produção de 2,97 UA490nm, nas condições 48,90 e 11,80 g/L de sacarose e extrato de levedura, respectivamente, 30°C, pH 4,5 150 rpm e 336 horas de cultivo. Nos experimentos em biorreator, o melhor resultado foi obtido na frequência de agitação de 500 rpm e na mudança do pH do meio para 8,0, após 96 horas de bioprocesso. Ademais, avaliou-se a estabilidade dos colorantes vermelhos presentes no meio fermentado em diferentes condições (pH, temperatura, sais, polímeros e tensoativos). Referente a pH e temperatura, os colorantes vermelhos mostraram-se mais estáveis nas condições alcalinas e a 70 °C. Tanto os sais (NaCl e Na2SO4) quanto os polímeros (PEG 1.000, 6.000 e 10.000 g/mol e NaPA 8.000 g/mol a 5 e 15%) e os tensoativos (Tween 20, CTAB e SDS) não causaram perda da cor nas condições avaliadas. Estudos de solubilidade e de coeficiente de partição octanol-água mostraram que os colorantes vermelhos apresentam solubilidade superior em solventes polares e característica mais hidrofílica. Nos estudos de extração, as técnicas avaliadas foram Sistemas Poliméricos de Duas Fases Aquosas (SPDFA) formados pelo sistema PEG/NaPA e Colloidal Gas Aphrons (CGA). Pela primeira técnica, os colorantes vermelhos migraram preferencialmente para a fase PEG. Os polímeros PEG 6.000 g/mol, na presença de NaCl 0,1 e 0,5 M, e PEG 10.000 g/mol, com Na2SO4 0,5M, se destacaram dentre as condições analisadas com coeficiente de partição (K) próximo a 13, em ambos os casos, e seletividade de proteínas (SeP) próximas a 3. Para a técnica de CGA, o CTAB proporcionou os melhores resultados, seguido do Tween 20. Porém, o valor de K foi inferior ao obtido com SPDFA, com um máximo de 5 (CTAB 2 mM/pH 9,0). Os resultados obtidos demonstram um novo produtor de colorantes naturais, as quais têm potencial de aplicação em diversos segmentos industriais. Ademais, os resultados obtidos mostraram a eficiência das técnicas utilizadas para extração dos colorantes vermelhos, com destaque para SPDFA, que apresentou maiores valores de K. / There is worldwide interest in developing research projects involving the production and extraction of natural colorants due to serious safety problems associated with industrial use of synthetic ones. The aim of this work was to investigate the production of natural colorants from Penicillium purpurogenum DPUA 1275 by submerged culture (rotatory shaker and bioreactor) besides studying the red colorants extraction. To the production step, initial studies showed that 5 agar mycelial discs, sucrose and yeast extract as carbon and nitrogen sources, respectively, and 336 hours of bioprocess promoted the best results. To optimize the colorants production a serie of factorial designs were performed. The independent variables studied were: fermentation time, agitation speed, pH, temperature, sucrose and yeast extract concentration under the responses production of yellow, orange and red colorants. From these results, the most significant variables for the process were sucrose and yeast extract concentration. The red colorants production was optimized achieving 2.97 UA490nm, in the following conditions: 48.90 and 11.80 g/L of sucrose and yeast extract, respectively, 30 °C, 4.5 pH, 150 rev min-1 and 336 hours of culture. In the experiments performed in bioreactor, the condition that promoted the best results was 500 rpm and pH adjusted for 8.0 after 96 hours of bioprocess. Furthermore, we evaluated the red colorants stability at different conditions (pH, temperature, salts, polymers and surfactants). Concerning to pH and temperature, the red colorants were more stable under basic conditions and 70 °C; not only the salts (NaCl and Na2SO4) but also the polymers (PEG 1000, 6000 and 10000 g/mol and NaPA 8000 g/mol) and the surfactants (Tween 20, CTAB and SDS) not promoted loss of color upon the conditions evaluated. Studies of red colorants solubility and octanol water coefficient showed that these compounds exhibit a higher solubility in polar solvents and present hydrophilic characteristics. Subsequently, the extraction of red colorant was evaluated through two extraction methods: Polymeric Systems Aqueous Two Phase (ATPS) composed by PEG and NaPA and Colloidal Gas Aphrons (CGA). For the first technique, the red colorant preferentially migrated to the PEG phase. The best results were obtained with PEG 6000 g/mol in the presence of 0.1 to 0.5 M NaCl and with PEG 10000 g/mol with 0.5 M Na2SO4. To both cases the partition coefficient (K) was close to 13 and the Selectivity in terms of proteins (SeP) was close to 3. For the CGA technique, CTAB gave the best results followed by Tween 20. However, the K values were lower than the ones obtained with ATPS with a maximum of 5 in the following condition: CTAB 2 mM/pH 9.0. For the SeP, the values obtained for both techniques were close. The results above show a new producer of natural colorants which have potential application in various industries. Moreover, the results show the efficiency of the techniques used to extract the red colorants, especially to ATPS that presented higher K values.

Há interesse mundial no desenvolvimento de pesquisas envolvendo produção e extração de colorantes naturais, devido a sérios problemas de segurança industrial associados ao uso de colorantes sintéticos. Este trabalho objetivou produzir colorantes naturais de Penicillium purpurogenum DPUA 1275 por cultivo submerso (em frascos agitados e em biorreator) e estudar a extração dos colorantes vermelhos. Para a produção, os estudos iniciais mostraram que 5 discos de micélio, sacarose e extrato de levedura como fontes de carbono e nitrogênio, respectivamente, e 336 horas de cultivo eram condições adequadas para a produção dos colorantes. Visando à otimização da produção, realizaram-se planejamentos fatoriais, com as variáveis independentes: tempo de cultivo; velocidade de agitação; pH; temperatura; concentração de sacarose e de extrato de levedura. As variáveis-respostas foram produção de colorantes amarelos, laranjas e vermelhos. Dos resultados obtidos, as variáveis mais significativas ao processo foram concentrações de extrato de levedura e de sacarose. A produção dos colorantes vermelhos foi otimizada, alcançando a produção de 2,97 UA490nm, nas condições 48,90 e 11,80 g/L de sacarose e extrato de levedura, respectivamente, 30°C, pH 4,5 150 rpm e 336 horas de cultivo. Nos experimentos em biorreator, o melhor resultado foi obtido na frequência de agitação de 500 rpm e na mudança do pH do meio para 8,0, após 96 horas de bioprocesso. Ademais, avaliou-se a estabilidade dos colorantes vermelhos presentes no meio fermentado em diferentes condições (pH, temperatura, sais, polímeros e tensoativos). Referente a pH e temperatura, os colorantes vermelhos mostraram-se mais estáveis nas condições alcalinas e a 70 °C. Tanto os sais (NaCl e Na2SO4) quanto os polímeros (PEG 1.000, 6.000 e 10.000 g/mol e NaPA 8.000 g/mol a 5 e 15%) e os tensoativos (Tween 20, CTAB e SDS) não causaram perda da cor nas condições avaliadas. Estudos de solubilidade e de coeficiente de partição octanol-água mostraram que os colorantes vermelhos apresentam solubilidade superior em solventes polares e característica mais hidrofílica. Nos estudos de extração, as técnicas avaliadas foram Sistemas Poliméricos de Duas Fases Aquosas (SPDFA) formados pelo sistema PEG/NaPA e Colloidal Gas Aphrons (CGA). Pela primeira técnica, os colorantes vermelhos migraram preferencialmente para a fase PEG. Os polímeros PEG 6.000 g/mol, na presença de NaCl 0,1 e 0,5 M, e PEG 10.000 g/mol, com Na2SO4 0,5M, se destacaram dentre as condições analisadas com coeficiente de partição (K) próximo a 13, em ambos os casos, e seletividade de proteínas (SeP) próximas a 3. Para a técnica de CGA, o CTAB proporcionou os melhores resultados, seguido do Tween 20. Porém, o valor de K foi inferior ao obtido com SPDFA, com um máximo de 5 (CTAB 2 mM/pH 9,0). Os resultados obtidos demonstram um novo produtor de colorantes naturais, as quais têm potencial de aplicação em diversos segmentos industriais. Ademais, os resultados obtidos mostraram a eficiência das técnicas utilizadas para extração dos colorantes vermelhos, com destaque para SPDFA, que apresentou maiores valores de K. / There is worldwide interest in developing research projects involving the production and extraction of natural colorants due to serious safety problems associated with industrial use of synthetic ones. The aim of this work was to investigate the production of natural colorants from Penicillium purpurogenum DPUA 1275 by submerged culture (rotatory shaker and bioreactor) besides studying the red colorants extraction. To the production step, initial studies showed that 5 agar mycelial discs, sucrose and yeast extract as carbon and nitrogen sources, respectively, and 336 hours of bioprocess promoted the best results. To optimize the colorants production a serie of factorial designs were performed. The independent variables studied were: fermentation time, agitation speed, pH, temperature, sucrose and yeast extract concentration under the responses production of yellow, orange and red colorants. From these results, the most significant variables for the process were sucrose and yeast extract concentration. The red colorants production was optimized achieving 2.97 UA490nm, in the following conditions: 48.90 and 11.80 g/L of sucrose and yeast extract, respectively, 30 °C, 4.5 pH, 150 rev min-1 and 336 hours of culture. In the experiments performed in bioreactor, the condition that promoted the best results was 500 rpm and pH adjusted for 8.0 after 96 hours of bioprocess. Furthermore, we evaluated the red colorants stability at different conditions (pH, temperature, salts, polymers and surfactants). Concerning to pH and temperature, the red colorants were more stable under basic conditions and 70 °C; not only the salts (NaCl and Na2SO4) but also the polymers (PEG 1000, 6000 and 10000 g/mol and NaPA 8000 g/mol) and the surfactants (Tween 20, CTAB and SDS) not promoted loss of color upon the conditions evaluated. Studies of red colorants solubility and octanol water coefficient showed that these compounds exhibit a higher solubility in polar solvents and present hydrophilic characteristics. Subsequently, the extraction of red colorant was evaluated through two extraction methods: Polymeric Systems Aqueous Two Phase (ATPS) composed by PEG and NaPA and Colloidal Gas Aphrons (CGA). For the first technique, the red colorant preferentially migrated to the PEG phase. The best results were obtained with PEG 6000 g/mol in the presence of 0.1 to 0.5 M NaCl and with PEG 10000 g/mol with 0.5 M Na2SO4. To both cases the partition coefficient (K) was close to 13 and the Selectivity in terms of proteins (SeP) was close to 3. For the CGA technique, CTAB gave the best results followed by Tween 20. However, the K values were lower than the ones obtained with ATPS with a maximum of 5 in the following condition: CTAB 2 mM/pH 9.0. For the SeP, the values obtained for both techniques were close. The results above show a new producer of natural colorants which have potential application in various industries. Moreover, the results show the efficiency of the techniques used to extract the red colorants, especially to ATPS that presented higher K values.

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O monitoramento contínuo é de suma importância para reduzir tais irregularidades, exigindo, portanto, métodos analíticos confiáveis, que devem ser simples, rápidos, minimizando o consumo de reagentes e geração de resíduos. Nesse sentido, os sistemas em fluxo podem contribuir por meio de manipulação automatizada de amostras e reagentes em sistemas fechados em condições reprodutíveis. O metanol e o glicerol são, respectivamente, reagente e coproduto da transesterificação, processo mais comum de obtenção de biodiesel. O excesso de metanol no biodiesel pode provocar corrosão de partes metálicas do motor, aumento do número de cetanos, além de poder modificar o ponto de fulgor do biodiesel. Já o alto teor de glicerol pode provocar problemas de armazenamento, danos ao motor, formação de depósitos, entupimentos dos bicos injetores e sua combustão pode gerar problemas ambientais. No presente trabalho, foram realizadas duas propostas de sistemas em linha para contribuir com o controle de qualidade de biodiesel. Um módulo foi desenvolvido para preparo de amostra em linha explorando extração líquido-líquido de etanol em biodiesel em meio aquoso. E, um segundo módulo foi elaborado para determinação de metanol e glicerol total em amostras de biodiesel. A extração líquido-líquido foi realizada em uma câmara de vidro acoplada às linhas de fluxo e o gerenciamento das soluções foi promovido por computador e válvulas solenóides de três vias. A eficiência da extração foi avaliada juntamente com parâmetros como número de extrações, tempo de agitação da mistura, fracionamento do volume da amostra e substituição da solução extratora por solução salina. É possível explorar o potencial do módulo construído para extrações líquido-líquido envolvendo matrizes semelhantes ao biodiesel e analitos com características semelhantes às do etanol. Também é possível empregar o módulo desenvolvido para estratégias de pré-concentração do analito no meio extrator a partir da injeção de novas alíquotas de amostra na câmara de extração. Dessa forma, todas as etapas da extração líquido-líquido podem ser mecanizadas, reduzindo a manipulação humana. A segunda etapa do trabalho consistiu na construção de um módulo para determinação simultânea de metanol e glicerol total em amostras de biodiesel empregando 1,2-naftoquinona-4-sulfonato de sódio (NQS) e detecção espectrofotométrica (453 nm). Não foram obtidas figuras de mérito satisfatórias para determinação de metanol na amostra em estudo. Para determinação de glicerol total, empregou-se um diagrama FIA com injetor comutador e solução carregadora de NaOH em meio aquoso (0,003 mol L-1), 300 µL de solução de glicerol e reagente NQS (7,5 x 10-3 mol L-1) cada. O comprimento da bobina era 100 cm, vazão do carregador de 3,90 mL min-1 e pH do meio em 12. A faixa linear obtida foi de 0,15 a 1,00 % v/v em glicerol, quando pré-concentração do analito não foi realizada. Os resultados encontrados através do método proposto concordaram com os resultados do método de referência ao nível de confiança de 95% e estiveram no intervalo de média robusta ± 3s. Diferentes amostras de biodiesel foram analisadas após procedimento de pré-concentração pelo método proposto e o teor de glicerol encontrado variou de (0,059 ± 0,005) a (0,240 ± 0,005) % (m/m). / Automotive fuels require quality control to ensure the best use of energy with minimal environmental pollution. Fuel characteristics can be modified by unsuitable transportation, storage and handling as well as adulteration. The continuous monitoring is extremely important to reduce such irregularities, requiring, therefore reliable analytical methods, which must be simple, fast, minimizing reagent consumption and waste generation. In this sense, flow systems can contribute through automated handling of samples and reagents in closed systems under reproducible conditions. Methanol and glycerol are, respectively, reagent and coproduct of transesterification, the most common process for biodiesel obtaining. The excess of methanol in biodiesel can cause corrosion of metal parts of the engine, increase of the cetane number, and it can modify the flash point of biodiesel. The high content of glycerol can cause storage problems, engine damage, formation of deposits, clogging of nozzles and its combustion can generate environmental problems. In this work, two proposals of flow systems were performed to contribute to the biodiesel quality control. A module was developed for on-line sample preparation by exploring liquid-liquid ethanol extraction from biodiesel in aqueous medium. Besides, a second module was developed for determination of methanol and total glycerol in biodiesel samples. The liquid-liquid extraction was performed in a glass chamber coupled with the flow lines and the management of the solutions was performed by a computer and three-way solenoid valves. The extraction efficiency was evaluated along with parameters such as number of extractions, time of mixture stirring, fractioning of the sample volume and replacement of the extraction solution by saline solution. It´s possible to explore the potential of the built module for liquid-liquid extractions involving matrices similar to biodiesel and analytes with characteristics similar to ethanol ones. It’s also possible to employ the developed module for strategies of analyte pre-concentration in the extractor by injection of new aliquots of the sample through the extraction chamber. Thus, all stages of liquid-liquid extraction can be mechanized resulting in an human manipulation reduction. The second stage of the work consisted in building a module for simultaneous determination of methanol and total glycerol in biodiesel samples by using sodium 1,2-naphthoquinone-4-sulfonate (NQS) and spectrophotometric detection (453 nm). No satisfactory figures of merit were obtained for determination of methanol in the target sample. For total glycerol determination, it was employed a FIA diagram with switch injector and NaOH aqueous solution (0,003 mol L-1) as carrier, 300 µL of a glycerol solution and reagent NQS (7.5 x 10-3 mol L-1) each of them. The coil length was 100 cm, the carrier flow of 3.90 ml min-1 and medium pH of 12. The linear range obtained was between 0.15 to 1.00% v/v in glycerol when pre-concentration of the analyte was not performed. The obtained results through the proposed method agreed with the results of the reference method at a confidence level of 95% and they were in the range of robust mean ± 3s. Different biodiesel samples were analyzed by the proposed method after pre-concentration and the glycerol content found varied from (0.059 ± 0.005) to (0.240 ± 0.005) % (m/m

O ácido clavulânico (AC) é um potente inibidor de β-lactamases, sendo utilizado em associação com antibióticos β-lactâmicos. Atualmente, a purificação industrial do AC envolve, principalmente, processos de extração líquido-líquido com solventes orgânicos e etapas cromatográficas. Assim, métodos alternativos como os sistemas micelares de duas fases aquosas (SMDFA), os quais oferecem seletividade na partição de biomoléculas de acordo com sua hidrofobicidade, são de grande interesse. O presente trabalho teve como objetivo estudar a partição do AC em sistemas micelares não iônicos de duas fases aquosas, puros e com adição do sal (NH4)2SO4 ou do polímero sulfato de dextrana (Dx-S). Os estudos de estabilidade do AC mostraram que o fármaco é mais estável em pH 6,5 e temperaturas mais baixas (5 - 20 ºC). Em relação à presença dos aditivos, foi verificado que a adição do Dx-S acarretou em menor perda da estabilidade do AC quando comparado ao (NH4)2SO4, com valor residual ≥ 90% a 35 °C. Na presença dos tensoativos Triton X-114 e Triton X-100, o AC apresentou-se estável, com valor residual de aproximadamente 100%. De acordo com os ensaios de partição, o AC foi recuperado preferencialmente na fase pobre em micelas, tanto nos sistemas TX/tampão quanto TX/sal para ambos os tensoativos, com valores de coeficiente de partição (KAC) ~ 0,7 e rendimento na fase diluída (Yclavd) ~ 75%. A adição do polímero em maiores concentrações (≥ 8% p/p) proporcionou um pequeno aumento nos valores de KAC, porém com valores ainda próximos a 1 - 1,5. Portanto, os resultados demonstraram que a presença dos aditivos não influenciou suficientemente a partição do AC para a fase micelar e, desta maneira, os sistemas TX/tampão mostraram ser mais eficientes para a recuperação do ácido clavulânico na fase pobre em micelas, podendo ser empregados como etapa prévia de extração em um processo biotecnológico. / Clavulanic acid (CA) corresponds to a potent β-lactamase inhibitor that is used in association with β-lactamic antibiotics. The industrial purification of CA usually involves liquid-liquid extraction processes employing organic solvents followed by several chromatographic steps. Therefore, new purification alternatives such as aqueous two-phase micellar systems (ATPS) are of great interest. These systems can provide selectivity in biomolecule partitioning according to hydrophobicity and other molecular properties. Within this context, the main goal of this study was to investigate CA partitioning in aqueous two-phase micellar (nonionic) systems, with and without the addition of (NH4)2SO4 or dextrane sulfate (Dx-S). Stability studies performed with CA indicated that the drug is more stable at pH 6.5 and lower temperatures (5 - 20 ºC). In addition, it was demonstrated that Dx-S addition led to a lower loss of CA stability in comparisson to (NH4)2SO4, with residual values ≥ 90% at 35 °C. The drug was found to be very stable in the presence of the surfactants Triton X-114 and Triton X-100, with residual values around 100%. Regarding CA partitioning in the ATPMS, the drug partitioned preferentially to the micelle-poor phase, irrespective of the surfactante employed and of the presence of (NH4)2SO4,with partition coefficient (KAC) ~ 0.7 and yield in the poor phase (Yclavd) ~ 75%. Nonetheless, the addition of Dx-S in concentrations (≥ 8.0% p/p) resulted in a discrete increase in KAC, with values around 1 - 1.5. Therefore, the results obtained in this work demostrated that the addition of (NH4)2SO4 or Dx-S to ATPMS did not significantly influenced CA partitioning to the micelle-rich phase and, in this context, the systems investigated could be considered more eficiente for CA recovery in the micelle-poor phase, as a previous extraction step of a biotechnological process.

Orientador: Elias Basile Tambourgi / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-11T17:05:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Orlandelli_MariaClaudiaFaesdaSilva_M.pdf: 996919 bytes, checksum: d073bb0cd85fb8ae6f599f670ce42277 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Os óleos vegetais estão presentes na gastronomia de diferentes culturas tornando os pratos típicos ainda mais atraentes para os nossos sentidos: olfato, visão e paladar, além de constituírem importante fonte de energia, ácidos graxos essenciais, vitaminas e antioxidantes lipossolúveis. O óleo de farelo de arroz (OFA) destaca-se entre outros óleos vegetais, sendo equiparável aos óleos de soja, milho e algodão. O OFA apresenta em sua composição um alto nível de substâncias nutracêuticas, as quais tem poderosos agentes antioxidantes eficientes na prevenção de doenças. Dentre os diversos meios conhecidos para extração de óleos vegetais, os processos mais utilizados são os físico e químico, que apresentam desvantagens em relação ao processo líquido-líquido. A desacidificação de óleos vegetais por extração líquido-líquido tem-se mostrado como um caminho alternativo na obtenção de óleos vegetais com teores aceitáveis de ácidos graxos livres. A razão para a utilização deste novo processo em relação aos processos citados, está no fato de consumir menor quantidade de energia, pois é realizado a temperatura ambiente e pressão atmosférica além de não gerar sabão e minimizar a perda do óleo neutro. Neste contexto, o presente trabalho tem como objetivo selecionar o solvente mais eficiente na desacidificação do OFA durante o processo de extração líquido-líquido descontínuo. Tendo se em vista o estudo feito para determinação do coeficiente de partição K nos sistemas bifásicos aquosos OFA/Solvente, após análise dos resultados parece-nos lógico concluir que: o sistema OFA/Etanol, nas condições testadas foi o que apresentou a melhor separação dos ácidos graxos, tendo o menor valor de K igual a 0,07. Os resultados obtidos no presente trabalho permitiram concluir que, a partir da comparação feita entre Metanol, Etanol, Isopropanol e Propanol, o Etanol apresenta os menores valores de K portanto, melhor separação dos ácido graxos / Abstract: The vegetable oil is present in the gastronomy of different cultures,making the food even more attractive to our senses: smell,sight and taste.Besides being an important source of energy it also contains vitamins, nutraceutical compounds and antioxidant liposoluble. Rice brain oil is one of the best vegetable oil, it possesses powerful antioxidant compound thus is is very effective in preventing disease. The deacidification oil process throught liquid-liquid extraction has revealed a new way to extract the vegetable oil with an acceptable level of free fatty acid and it has advantages over the physical and chemical ones. The reason for the use of this new process in regardining to those ones, it is for the fact of optimising the waste of energy because it can be undertaken at room temperature and with atmospheric pressure (at non-especial grounds), besides this, also the liquid-liquid extraction avoid the formation of soap normally resultant from the other process, and it can minimize the loss of neutral oil. This piece of work aims to point out the importance of select the most effective solvent in the deacidification of the rice bran oil during the liquid-liquid discontinuos extraction process. This study has been done to determine the coefficient of patition K, in biphasic watery systems RBO/solvent above mentioned. The experience showed that the Ethanol pesented the best results among all solvents used to separate the free fatty acid, with K 0,07 / Mestrado / Sistemas de Processos Quimicos e Informatica / Mestre em Engenharia Química

Óleos essenciais, basicamente formados por hidrocarbonetos terpênicos e compostos oxigenados, têm função aromatizante nas indústrias química, farmacêutica e de alimentos. Os compostos terpênicos são instáveis ao calor e sua remoção resulta em um produto mais estável e com maior valor comercial. No processo de desterpenação, a viscosidade é um parâmetro de grande interesse, pois afeta a perda de energia por atrito e os mecanismos de transferência de calor e massa. Devido o grande número de variáveis que podem afetar a viscosidade, como temperatura, pressão e concentração, métodos para estimar esta propriedade apresentam grande importância prática. O objetivo desta dissertação de mestrado foi ajustar o modelo UNIFAC-VISCO aos dados de viscosidade de sistemas similares aos resultantes do processo de desterpenação dos óleos essenciais de bergamota, hortelã e limão por extração líquido-líquido (ELL), a 25 ºC, utilizando etanol hidratado como solvente. O modelo foi programado utilizando a plataforma MATLAB® e a correlação foi realizada utilizando duas abordagens: na primeira, somente foram ajustados parâmetros referentes aos grupos funcionais ainda não descritos na literatura para o UNIFAC-VISCO, resultando em um desvio médio relativo (DMR) igual a 1,70 %; na segunda abordagem, todos os grupos funcionais foram ajustados aos dados experimentais, resultando em um desvio médio relativo (DMR) igual 0,68 %. Os parâmetros UNIFAC-VISCO foram ajustados utilizando um método heurístico o que possibilitou avaliar o desempenho de um método de inteligência computacional. A capacidade preditiva dos parâmetros obtidos foi testada nos sistemas semelhantes aos formados na desterpenação de óleo de eucalipto. Os valores de DMR para estes sistemas foram 3,56 e 1,83%, utilizando os parâmetros obtidos na primeira e na segunda abordagem, respectivamente. Estes resultados mostram que o modelo fornece uma boa estimativa desta propriedade e pode ser uma ferramenta útil para a indústria de alimentos e para o processo de extração, possibilitando a melhoria de processos e permitindo o projeto de equipamentos mais eficientes em escala industrial. / Essential oils, that are primarily composed for terpenoids and oxygenates, have flavoring function in the chemical, pharmaceutical and food industries. Terpenes compounds are unstable to heat and its removal results in a better quality product besides its higher commercial value. In the deterpenation process, the viscosity has a great importance since it affects the loss of energy by friction and the mechanisms of heat and mass transfer. There are a large amount of variables that can affect this parameter such as temperature, pressure and concentration and the use of estimation methods for this property becomes a tool of great practical importance. The aim of this dissertation was to adjust the UNIFAC-VISCO model to the kinematic viscosities of similar systems to those formed after deterpenation process of bergamot, mint and lemon essential oils, by liquid-liquid extraction (LLE) at 25ºC, with aqueous ethanol as solvent. The model was programmed using MATLAB ® platform and the correlation was accomplished using two approaches: in the first one, only parameters related to functional groups with no previous literature references to the UNIFAC-VISCO were adjusted, providing an average relative deviation (ARD) equal to 1.70 %; in the second approach, all functional groups were fitted to the experimental data, which provided an average relative deviation (ARD) equal to 0.68 %. The UNIFAC-VISCO parameters were adjusted by a heuristic method allowing the evaluation of a computational intelligence method performance. The predictive ability of the parameters was evaluated in similar systems to those formed in the deterpenation of eucalyptus essential oil. The ARD values between the experimental and the calculated viscosities were 3.56 and 1.83%, for parameters from first and second approach, respectively. These results show that the model provides a good estimation of this physical property and it can be a good tool for food industry and for extraction process, allowing process improvement and enabling the project of more efficient equipment on industrial scale.

Introdução: à despeito da evolução dos aspectos técnicos do tratamento dialítico ao longo das últimas décadas, hipotensão intradialítica (HID) continua a ocorrer em uma parcela significante das sessões. Esquemas alternativos de diálise, especificamente sessões prolongadas e/ou frequentes tem se mostrado benéficas e se associam a um melhor controle da pressão arterial e da anemia, maior remoção de fósforo, regressão da hipertrofia ventricular esquerda, melhor controle de hipervolemia e aumento da sobrevida dos pacientes. A adoção destes métodos mais intensivos, entretanto, não é unânime e a maior parte da população em diálise no mundo realiza hemodiálise (HD) convencional 3 x semana. A HD convencional está associada à HID e à remoção ineficaz de fosfato. Como as pernas são a principal fonte de fluido extracelular removido durante o HD, procurou-se reduzir a HID e aumentar a remoção de fosfato usando exercício com cicloergômetro e compressão pneumática, o que potencialmente proporcionariam maior retorno venoso dos membros inferiores, preservando o fluxo sanguíneo central e também fazendo com que mais fosfato pudesse chegar ao dialisador, facilitando sua eliminação. Métodos: este é um estudo com intervenção, cruzado, onde foram avaliados 21 pacientes, em 3 diferentes sessões de HD: controle, exercício com cicloergômetro durante os primeiros 60 minutos de HD e compressão pneumática durante os primeiros 60 minutos de HD. Os dados avaliados foram: distribuição de fluidos (através de bioimpedância), pressão arterial hora a hora durante a HD, parâmetros bioquímicos e de remoção de fosfato (através de quantificação direta do dialisado). HID foi definida como uma queda na pressão arterial média (PAM) >= 20 mmHg. Resultados: não houve diferença na taxa de ultrafiltração (p = 0,628), delta de peso (p = 0,415), delta de água corporal total, intracelular e extracelular entre controle, cicloergômetro e compressão pneumática (p = 0,209, p = 0,348 e p = 0,467, respectivamente). Comparando controle, cicloergômetro e compressão pneumática, o delta de PAM foi menos negativo durante a compressão pneumática [-4,7 (-17,2, 8,2), -4,7 (-20,5, -0,2) e -2,3 (-8,1,9,0) mmHg, respectivamente; p = 0,021]. HID ocorreu em 43%, 38% e 24% dos pacientes em controle, cicloergômetro e compressão pneumática, respectivamente (p = 0,014). A remoção de fosfato não aumentou com nenhuma intervenção (p = 0,486). A remoção mais elevada de fosfato foi dependente da ultrafiltração, fosfato sérico pré-diálise e PTH mais elevado. Conclusão: A compressão pneumática durante a primeira hora de diálise foi associada a menor HID, embora não tenha sido observado efeito nos parâmetros de distribuição de fluidos. Nenhuma das intervenções testadas, seja exercício ou compressão pneumática conseguiu aumentar a remoção de fosfato / Introduction: Despite the evolution of the technical aspects of dialysis over the last decades, intradialytic hypotension (DIH) continues to occur in a significant proportion of the sessions. Alternative dialysis schemes such as prolonged and / or more frequent sessions have been shown to be beneficial and are associated with better control of blood pressure and anemia, greater phosphorus removal, regression of left ventricular hypertrophy, better control of hypervolemia, and increased survival of patients. The adoption of these methods, however, is not unanimous and the majority of the dialysis population worldwide are on conventional hemodialysis (HD) 3x week. Conventional HD is associated with DIH and it is also ineffective to remove phosphate. Since the legs are the main source of extracellular fluid removed during HD, we sought to reduce DIH and increase phosphate removal by using cycling exercise and pneumatic compression, which would potentially provide greater venous return from the lower limbs, preserving blood flow, and also offering more phosphate to the dialyser, facilitating its elimination. Methods: We evaluated 21 patients in a randomized crossover fashion in which each patient underwent 3 different HD: control; cycling exercise during the first 60-min; and pneumatic compression during the first 60-min. Data obtained included bioelectrical impedance, hourly blood pressure measurement, biochemical parameters, and directly quantification of phosphate through the dialysate. DIH was defined as a drop in mean arterial pressure (MAP) >= 20 mmHg. Results: There was no difference in ultrafiltration rate (p=0.628), delta weight (p=0.415), delta of total, intracellular and extracellular body water among control, cycling and pneumatic compression (p=0.209, p=0.348 and p=0.467, respectively). Delta MAP was less changed by pneumatic compression when compared to control, cycling and pneumatic compression, respectively [-4.7 (-17.2, 8.2), -4.7 (-20.5, -0.2) and -2.3 (-8.1,9.0) mmHg; p=0.021]. DIH occurred in 43%, 38% and 24% of patients in control, cycling and pneumatic compression, respectively (p=0.014). Phosphate removal did not increase in any intervention (p=0.486). Higher phosphate removal was dependent on ultrafiltration, pre-dialysis serum phosphate and higher PTH. Conclusion: Pneumatic compression during the first hour of dialysis was associated with less DIH, albeit no effect on fluid parameters was observed. Neither exercise nor pneumatic compression increased phosphate removal

Orientadora: Profa. Dra. Ivanise Gaubeur / Tese (doutorado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia/Química, Santo André, 2018. / Este trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de metodos analiticos por espectrofotometria UV-Vis e voltametria de onda quadrada apos a microextracao em fase liquida, para a determinacao de aluminio complexando com quercetina e extraindo com 1-butanol e carbendazim (CBZ) extraido com oleo de soja. Estes solventes extratores foram utilizados ineditamente para a micro-extracao em fase liquida (LPME) e os parametros que influenciam na determinacao de aluminio, como quantidade de quercetina e volume de solvente extrator foram avaliadas de maneira univariada. Para carbendazim foi avaliada a formacao de emulsao com TBAC para melhoria da frequencia analitica. Foram estimadas as caracteristicas analiticas do metodo proposto: para Al: faixa linear de 8 . 165 ¿Êg L-1, LOD de 2 ¿Êg L-1 e LOQ de 7 ¿Êg L-1 e para CBZ: faixa linear de 1,0 . 19,1 mg L-1, LOD de 0,5 mg L-1 e LOQ de 1,6 ¿Êg L-1. Foi avaliada a exatidao do procedimento para aluminio aplicando o metodo proposto em material de referencia certificado de agua (NIST SRM 1643e) e farinha de arroz (NIST SRM . 1568c) e obtiveram-se resultados concordantes em um intervalo de confianca de 95%. Para carbendazim a viabilidade do metodo proposto foi feita com a adicao e recuperacao em amostras de sucos citricos e agua de lavoura obtendo valores variando de 88 - 121%. / This work developed a liquid phase microextraction (LPME) analytical methods for determination of aluminum complexing with quercetin and extracting with 1-butanol and determination of carbendazim (CBZ) extracted with soybean oil analyzed by UV-Vis spectrophotometry and square wave voltammetry, respectively. These extractants solvents were never used for LPME and the parameters that influence the determination of aluminum as amount of quercetin and volume of solvent extractor were evaluated in a univariate way. For CBZ the emulsion with TBAC was evaluated for analytical frequency improvement. The analytical features of the proposed method were estimated Al: linear range of 8 - 165 ìg L-1, LOD of 2 ìg L-1 and LOQ of 7 ìg L-1 and CBZ: linear range of 1.0 ¿ 19.1 mg L-1, LOD of 0.5 mg L-1 and LOQ of 1.6 mg L-1. The accuracy of the procedure for aluminum was evaluated by applying the proposed method in certified water reference material (NIST SRM 1643e) and rice flour (NIST SRM - 1568c) and obtained concordant results in a 95% confidence interval. For carbendazim the viability of the proposed method was evaluated by recovery percentage range in samples of citrus juices and crop water obtaining values from 88 - 121%.

Bifenilas policloradas (PCBs) são componentes de óleo ascarel, usado extensamente (no Brasil até os anos 80) como isolante em transformadores de energia devido às suas propriedades físico-químicas como estabilidade térmica e alta constante dielétrica. Apesar de ter sido proibido em todo o mundo devido à alta toxicidade dos PCBs presentes em sua composição, ainda resta grande quantidade de ascarel em circulação como resíduo \"passivo\" e resultante de contaminação em trocas dos fluidos dos transformadores, além de vazamentos. A principal forma de eliminação é por incineração, que, além de ser um processo caro, pode provocar a formação de compostos mais tóxicos, as dioxinas. Por isso é importante o monitoramento da concentração dessas substâncias, a fim de evitar maiores impactos ambientais na sua disposição, bem como em estudos de biodegradação. Esta matriz é extremamente complexa, o que torna a extração e determinação desses analitos um processo trabalhoso e difícil. Neste trabalho avaliaram-se métodos de extração e determinação de PCBs presentes na solução padrão comercial PCB Congener MIX 1, SUPELCO (PCBs 10, 28, 52, 138, 153 e 180). O desenvolvimento de métodos de extração (cromatografia em coluna, extração líquido-líquido (L-L), extração em fase sólida (SPE) e micro-extração em fase sólida - SPME) dos PCBs foi seguido da determinação, por cromatografia gasosa com detector por captura de elétrons (CG/DCE), em três matrizes diferentes: óleo ascarel, amostras provenientes de reatores anaeróbios em batelada e solo. Os métodos cuja purificação e extração diminuíram o efeito dos interferentes da matriz, como SPE - Sulfoxide, cromatografia em coluna de sílica e extração L-L com n-hexano foram validados pela avaliação dos seguintes parâmetros: linearidade e faixa de aplicação; precisão instrumental; limite de detecção, limite de quantificação e recuperação absoluta. O critério de escolha entre os métodos para extração dos PCBs do óleo que forneceram maior eficiência (cartucho SPE Sulfoxide e coluna de sílica gel, após lavagem ácida; método da adição de padrão, entre 1,0 e 4,0 mg L-1) deve considerar a disponibilidade de recursos, pois a sílica gel é mais viável economicamente do que o cartucho SPE. Os valores de R2 > 0,99 para o método de extração com sílica, mesmo tendo sido considerados apenas três pontos para a curva de calibração, atestam maior linearidade do que o método com SPE Sulfoxide (R2 entre 0,97 e 0,99). A extração L-L e determinação por CG/DCE dos PCBs (padronização interna) de amostras provenientes de reatores anaeróbios em batelada (aquosas, em matriz extremamente complexa com biomassa e espuma de poliuretano para imobilização de microrganismos) foram eficientes na faixa de concentração entre 0,05 e 0,5 mg L-1. Esse método foi adequado para monitorar PCBs em estudo de degradação anaeróbia e teste de adsorção dos PCBs em espuma; forneceu linearidade com R2 entre 0,93 e 0,96 e limites de detecção de 0,048 a 0,298 mg L-1, além de recuperação absoluta entre 14,1% e 110,7%. As condições testadas por SPME não permitiram a extração dos PCBs de óleo e de solo, principalmente devido à dessorção incompleta dos PCBs da fibra de polidimetil-siloxano, de 100 μm. / Polychlorinated biphenyls (PCBs) are components of ascarel, oil widely used as insulation (until the \'80s in Brazil) due to its physicochemical properties such as thermal stability and high dielectric constant. Despite having been banned worldwide due to the high toxicity of PCBs present in its composition, there are still lots of outstanding ascarel as \"passive\" residue and resulting contamination of fluids in transformers exchanges, plus leaks. The main form of disposal is incineration, which, besides being costly, can cause the formation of more toxic compounds, that is, dioxins. It is therefore important to monitor the concentration of these substances in order to prevent further environmental impacts in their disposal, as well as in studies of biodegradation. This is an extremely complex matrix, which makes the extraction and determination of this analytes very difficult and labor intensive. In this work we have evaluated methods of extraction and determination of the PCBs present in the standard solution Congener MIX 1, SUPELCO (PCBs 10, 28, 52, 138, 153 e 180). The extraction and cleanup developed methods which reduced the effects of interfering matrix as solid phase extraction (SPE) - Sulfoxide, column chromatography on silica and liquid-liquid (L-L) extraction with n-hexane, and solid phase microextraction (SPME) after determination of the PCBs by gas chromatography with electron capture detector (GC/ECD) were validated by assessing the following parameters: linearity and range of application; instrumental precision; detection limit; limit of quantification and absolute recovery. The criterion for choosing between the methods for extraction of PCBs from the oil with a higher efficiency (SPE cartridge Sulfoxide and silica gel column, after acid washing; using the standard addition method, between 1.0 and 4.0 mg L-1) must evaluate the availability resources, since the silica gel is more economically viable than the SPE cartridge. The R2 values > 0.99 for silica extraction method, even though it was considered only three points for the calibration curve, attested higher linearity than the method with SPE Sulfoxide (R2 between 0.97 and 0.99). The L-L extraction and determination by GC/ECD of the PCBs (internal standardization) of samples from batch anaerobic reactors (aqueous, in a very complex matrix with biomass and polyurethane foam for the immobilization of microorganisms) were efficient in the concentration range between 0.05 and 0.5 mg L-1. This method was suitable to monitor PCBs in anaerobic degradation studies and its adsorption on foam; provided R2 linearity between 0.93 and 0.96 and detection limits from 0.048 to 0.298 mg L-1, as well as absolute recovery between 14.1% and 110.7%. The conditions tested for SPME technique did not allow the extraction of the PCBs from the oil and soil, mainly due to the \"incomplete dessorption\" of PCBs from the polydimethylsiloxane fiber of 100 micron.

Sistemas de análises químicas em fluxo com multi-impulsão empregam bombas solenoide como unidade propulsora de fluidos, as quais proporcionam fluxos pulsados. Estes provêm um eficiente transporte radial de massas, o que garante boa homogeneização das soluções envolvidas, mesmo em situações de dispersão limitada. O objetivo principal deste trabalho foi então comparar o desempenho de metodologias envolvendo reagentes imobilizados em sistemas de análises em fluxo com fluxos constantes ou pulsados. Para isto, foram selecionadas as determinações espectrofotométricas de ácido ascórbico em produtos farmacêuticos, utilizando reator tubular de polietileno (50 cm) com MnO2(s) imobilizado, e reação com formaldoxima (0,25 mol L-1); e de carbaril em águas naturais, explorando extração líquido-líquido com xileno imobilizado em membrana de PVDF, e solução de NaOH a 0,1 mol L-1 como fluxo aceptor. Adicionalmente, compararam-se os dois tipos de fluxo em uma nova titulação em fluxo, a titulação monitorada por traçador; a determinação de acidez total em vinagres foi selecionada e utilizaram-se as titulações por injeção em fluxo e programada em triângulo, ambas empregando solução de NaOH a 0,01 mol L-1 como titulante e fenolftaleína como indicador ácido-base, com monitoramento por traçador empregando azul brilhante FCF (ca. 6 mg L-1). Na determinação de ácido ascórbico, o desempenho do sistema com fluxos pulsados foi superior àquele com fluxos constantes quanto ao limite de detecção: 0,33 contra 0,60 mg L-1 (critério 3,3 ?), e à repetibilidade: d.p.r. estimado como 2,5 contra 5,6% (n = 20); quanto à exatidão, não foi encontrada diferença estatisticamente significativa entre o método proposto e o da Farmacopeia Britânica ao nível de confiança de 95%. Na determinação de carbaril, o uso de fluxos pulsados favoreceu a extração do analito, obtendo-se uma sensibilidade 9,3% maior relativamente ao emprego de fluxos constantes, além de uma melhor linearidade da curva analítica; entretanto, o método mostrou-se susceptível a interferência de outros metilcarbamatos, o que comprometeu sua aplicação à análise de águas naturais. Na determinação de acidez total, a exploração de fluxos pulsados proporcionou menores variações da razão dos valores de absorbância relativos ao monitoramento do traçador e do indicador; não foi encontrada diferença estatística entre as titulações em fluxo propostas e o método titulométrico de referência ao nível de confiança de 95% / Multi-pumping flow systems use solenoid pumps as fluid propelling devices, which deliver pulsed flows. These flows provide an efficient radial mass transport, thus good mixing conditions even in limited sample dispersion situations. The main objective of this work was then to compare the performance of methodologies involving immobilized reagents in flow systems with constant or pulsed flows. To this end, the spectrophotometric determinations of ascorbic acid in pharmaceutical products using a 50-cm polyethylene tubular reactor with immobilized MnO2(s) with further colour-forming reaction with 0.25 mol L-1 formaldoxime; and carbaryl in natural waters exploiting liquid-liquid extraction with xylene immobilized in a PVDF membrane and a 0.1 mol L-1 ¬¬NaOH solution as acceptor stream, were selected. Moreover, constant and pulsed flows were compared in relation to a novel strategy for flow titration, named tracer-monitored titration; the determination of total acidity in vinegars was selected and flow injection and triangle-programmed titrations were applied, both using a 0.01 mol L-1 NaOH solution as titrant, phenolphtalein as acid-base indicator and ca. 6 mg L-1 brilliant blue FCF as tracer. Regarding ascorbic acid determination, the pulsed flow system was superior in relation to the constant flow system for detection limit: 0.33 against 0.60 mg L-1 (3.3 ? criterion), and for repeatability: r.s.d. estimated as 2.5 against 5.6% (n = 20); in relation to accuracy, no significant differences between the proposed method and that of the British Pharmacopoeia were found at the 95% confidence level. Regarding carbaryl determination, use of pulsed flows favored the analyte extraction, leading to a 9.3% sensitivity improvement in relation to use of constant flows; besides the attainment of better linearity of the analytical curve. The method was however susceptible to interference of other methylcarbamates, thus the application to natural water analyses was impaired. Regarding total acidity determination, pulsed flows exploitation provided lower variations in the ratio of absorbance values related to the monitoring of tracer and indicator; no significant differences between the proposed titrations and the reference method were found at the 95% confidence level