A simulação geoestatística por múltiplos pontos é um campo de pesquisa bastante ativo e tem sido aplicada com sucesso na indústria petrolífera. Entretanto, poucos estudos foram direcionados para o seu emprego em depósitos minerais. A simulação multipontual é um método promissor que supera as principais desvantagens dos métodos tradicionais. Por ser um método estocástico, ela gera diversas realizações equiprováveis que permitem a inferência de incertezas. E a integração de mapas de probabilidade local como dados secundários permite que a deficiência das simulações em precisão local seja superada. Além de tudo, diferentemente da krigagem e da simulação clássica, que são baseadas em estatísticas de segunda ordem (bipontuais), a simulação multipontual é capaz de representar estruturas geológicas complexas, ao extrair de training images padrões estatísticos de alta ordem. Nesta dissertação, os contatos litológicos dos envelopes de minério de três depósitos minerais reais e de um depósito sintético foram estimados por krigagem e simulados por um método de simulação tradicional e por um método de simulação multipontual. Constatou-se que a simulação multipontual pode ser facilmente aplicada a depósitos minerais e o desempenho dos três métodos foi comparado em situações de diferentes densidades amostrais. Apesar da melhor adequação teórica da simulação multipontual para a representação de geologias complexas, os resultados obtidos para um depósito complexo foram insatisfatórios. A solução para esse caso pode estar entre os diversos algoritmos de simulação multipontual que têm sido recentemente desenvolvidos. Por outro lado, a aplicação da simulação multipontual nos três depósitos de geologia mais simples foi muito exitosa. Os resultados mostraram contornos geologicamente plausíveis e muito mais definidos do que com os métodos tradicionais. Os modelos gerados foram tão precisos quanto os oriundos de métodos determinísticos e possibilitaram a avaliação de incertezas por meio de uma média de realizações, como qualquer método estocástico. Outra vantagem do método multipontual foi a incorporação de mapas de probabilidade local como dados secundários que permitiram definir a zona de incerteza desejada nos modelos. Todo o procedimento empregado foi descrito e justificado detalhadamente. / Geostatistical multiple-point simulation (MPS) is a very active field of research that has been applied successfully in the oil industry. However, few studies about its application in mineral deposits have been conducted. MPS is a promising method that overcomes the main drawbacks of traditional methods. Because it is a stochastic method, it generates several equiprobable realizations that allow uncertainties inference. And the integration of local probability maps as secondary data allows the lack of local precision in simulations to be overcome. Furthermore, unlike kriging and classical simulation, which are based on second-order (two-point) statistics, a MPS is able to reproduce complex geological features by high-order statistical patterns extraction from training images. In this thesis, ore envelopes lithological contacts of three real mineral deposits and of a synthetic deposit were estimated by kriging and simulated by a traditional simulation method and by a MPS method. It was verified that the MPS can be easily applied to mineral deposits and the performances of the three methods were compared in situations of different sample densities. Despite the theoretical suitability of the MPS for the representation of complex geological structures, the results obtained for a complex deposit were unsatisfactory. The solution for this case may be among the several MPS algorithms that have been recently developed. On the other hand, the application of MPS in the three simple geology deposits was very successful. The results showed geologically plausible contours much more defined than those obtained through the traditional methods. The models created were as accurate as those derived from the deterministic methods and enabled the evaluation of uncertainties by means of a mean of realizations, like any stochastic method. Another advantage of the multiple-point method was the incorporation of local probability maps as secondary data that allowed setting the zone of uncertainty desired in the models. The entire procedure was described and explained in detail.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:55:22Z (GMT). No. of bitstreams: 1 1875.pdf: 2067578 bytes, checksum: 8ff948a97c937ef826fb4b4274b1c998 (MD5) Previous issue date: 2008-04-25 / Universidade Federal de Sao Carlos / In this work, several strategies were tested to improve the covalent multipoint attachment of chymotrypsin, carboxypeptidase A and cellulase on chitosan. Hybrid gels with different internal structures were obtained using sodium alginate, gelatin or κ-carrageenan and by changing the polymer concentration, 2.5-5.0% (m/v) and the activating reactant, glutaraldehyde, glycidol or epichlorohydrin. The addition of microorganisms to the hybrid polymer followed by cellular lysis, the increase of immobilization reaction time and the effect of the reduction of the final derivative with sodium borohydride were also tested. The influence of these variables on immobilization yields, recovered activities, and stabilization factors at 55°C and 65°C, were assessed. Chymotrypsin derivatives half-lives increased from 34 min at 55°C (for pure chitosan 2.5% activated with glutaraldehyde at pH 7.0, 4°C) to 468 min at 65°C (for chitosan 2.5%-carrageenan 2.5%, with the addition of 5% of S.cerevisiae, activation with epichlorohydrin, immobilization for 72 h at pH 10.05, room temperature and reduction of the final derivative). This best derivative was 9900-fold more stable than the soluble enzyme. A maximum load of 40 mg chymotrypsin.g.gel-1 was reached. The number of aldehyde and oxirane groups generated in the support, and of lysine residues of the enzyme involved in the multipoint attachment, as well SEM images of the gel structures, explain the obtained results. Carboxypeptidase A derivatives was analyzed. The results showed that immobilization via epichlorohydrin presented 40% (8.8) more stable derivatives than glutaraldehyde ones (5.3). However, derivative prepared with epoxides groups presented 100% of immobilization yield with 57% of recovered activity being 20-fold more stable than free enzyme after 48h of immobilization process. Derivatives activated by glutaraldehyde, epichlorohydrin and with epoxides presented diffusion limitations with Deff of 5.41.10-12, 5.59.10-12 m2.s-1 and 5.10.10-12 m2.s-1, respectively. To cellulase, assays of immobilization and saccharification of sugarcane bagasse cane were tested. The derivative used in a sequence of three distinct batches, was prepared with chitosan-alginate activated with glutaraldehyde/glycidol being 20-fold more stable than free enzyme. The best enzyme derivative was about 38 fold more stable activated via glycidol. The performance of the system of saccharification was excellent, indicating that enzyme immobilization may be a good alternative to reduce costs of ethanol production from lignocellulosic materials. / Neste trabalho de tese, várias estratégias foram analisadas com objetivo de melhorar e promover uma imobilização covalente multipontual de quimotripsina, carboxipeptidase A e celulase em quitosana. Géis híbridos com diferentes estruturas internas foram obtidos usando alginato de sódio, gelatina e κ-carragenana, bem como, variando a concentração de polímeros, 2,5-5,0% (m/v) e os agentes de ativação (glutaraldeído, glicidol e epicloridrina). A adição de células aos híbridos, seguido de lise celular, o aumento no tempo de imobilização e o efeito da redução no derivado final por borohidreto de sódio foram investigados. Foram averiguadas a influência destas variáveis nos rendimentos de imobilização, atividades recuperadas e estabilização a 55ºC e 65ºC. Derivados de quimotripsina tiveram um incremento de estabilidade de 34 min a 55ºC (para quitosana pura 2,5% ativada com glutaraldeído a pH 7,0 e a 4ºC) para 468 min a 65ºC (para quitosana 2,5%-carragenana 2,5% com adição de 5% de S.cerevisiae e ativado com epicloridrina com tempo de imobilização de 72h a pH 10,05 a 25ºC e reduzido). Este melhor derivado foi 9900 vezes mais estável que a enzima livre. A máxima capacidade de imobilização foi de 40 mg de quimotripsina g.gel-1. O número de grupos aldeídos e oxiranos gerados no suporte e a quantidade de lisina envolvidas na imobilização multipontual, bem como as imagens do MEV das estruturas dos suportes explicam os resultados obtidos. Derivados de carboxipeptidase A quando ativado com glutaraldeído mostrou uma melhor estabilização de 5,3 vezes, já para o ativado com epicloridrina foi de 8,8 vezes. Entretanto, o derivado preparado com grupos oxiranos apresentou 100% de rendimento de imobilização com recuperação de atividade de 57% e foi 20 vezes mais estável que a enzima livre a 55ºC com tempo de imobilização de 48h e bloqueio de grupos epóxidos com glicina. Os derivados ativados com glutaraldeído, epicloridrina e epoxilado apresentaram sérias limitações difusionais na hidrólise de hipuril-Lfenilalanina com Deff de 5,41.10-12 , 5,59.10-12 m2.s-1 e 5,10.10-12 m2.s-1, respectivamente. Ensaios de imobilização da celulase e sacarificação do bagaço de cana-de-açúcar foram realizados concomitantemente. O derivado utilizado em uma seqüência de três bateladas foi obtido com quitosana-alginato ativado com glutaraldeído/glicidol sendo este derivado 20 vezes mais estável que a enzima livre. Entretanto o melhor derivado obtido nos ensaios de imobilização foi com ativação de glicidol com uma estabilidade de aproximadamente 38 vezes seguido da imobilização por encapsulação seguido de reticulação com glutaraldeído com um fator de estabilidade de aproximadamente 33 vezes em relação à livre. O desempenho do sistema de sacarificação foi muito bom, indicando a reusabilidade da celulase imobilizada é uma boa alternativa para reduzir custos na produção de etanol a partir de materiais lignocelulósicos.

A simulação geoestatística por múltiplos pontos é um campo de pesquisa bastante ativo e tem sido aplicada com sucesso na indústria petrolífera. Entretanto, poucos estudos foram direcionados para o seu emprego em depósitos minerais. A simulação multipontual é um método promissor que supera as principais desvantagens dos métodos tradicionais. Por ser um método estocástico, ela gera diversas realizações equiprováveis que permitem a inferência de incertezas. E a integração de mapas de probabilidade local como dados secundários permite que a deficiência das simulações em precisão local seja superada. Além de tudo, diferentemente da krigagem e da simulação clássica, que são baseadas em estatísticas de segunda ordem (bipontuais), a simulação multipontual é capaz de representar estruturas geológicas complexas, ao extrair de training images padrões estatísticos de alta ordem. Nesta dissertação, os contatos litológicos dos envelopes de minério de três depósitos minerais reais e de um depósito sintético foram estimados por krigagem e simulados por um método de simulação tradicional e por um método de simulação multipontual. Constatou-se que a simulação multipontual pode ser facilmente aplicada a depósitos minerais e o desempenho dos três métodos foi comparado em situações de diferentes densidades amostrais. Apesar da melhor adequação teórica da simulação multipontual para a representação de geologias complexas, os resultados obtidos para um depósito complexo foram insatisfatórios. A solução para esse caso pode estar entre os diversos algoritmos de simulação multipontual que têm sido recentemente desenvolvidos. Por outro lado, a aplicação da simulação multipontual nos três depósitos de geologia mais simples foi muito exitosa. Os resultados mostraram contornos geologicamente plausíveis e muito mais definidos do que com os métodos tradicionais. Os modelos gerados foram tão precisos quanto os oriundos de métodos determinísticos e possibilitaram a avaliação de incertezas por meio de uma média de realizações, como qualquer método estocástico. Outra vantagem do método multipontual foi a incorporação de mapas de probabilidade local como dados secundários que permitiram definir a zona de incerteza desejada nos modelos. Todo o procedimento empregado foi descrito e justificado detalhadamente. / Geostatistical multiple-point simulation (MPS) is a very active field of research that has been applied successfully in the oil industry. However, few studies about its application in mineral deposits have been conducted. MPS is a promising method that overcomes the main drawbacks of traditional methods. Because it is a stochastic method, it generates several equiprobable realizations that allow uncertainties inference. And the integration of local probability maps as secondary data allows the lack of local precision in simulations to be overcome. Furthermore, unlike kriging and classical simulation, which are based on second-order (two-point) statistics, a MPS is able to reproduce complex geological features by high-order statistical patterns extraction from training images. In this thesis, ore envelopes lithological contacts of three real mineral deposits and of a synthetic deposit were estimated by kriging and simulated by a traditional simulation method and by a MPS method. It was verified that the MPS can be easily applied to mineral deposits and the performances of the three methods were compared in situations of different sample densities. Despite the theoretical suitability of the MPS for the representation of complex geological structures, the results obtained for a complex deposit were unsatisfactory. The solution for this case may be among the several MPS algorithms that have been recently developed. On the other hand, the application of MPS in the three simple geology deposits was very successful. The results showed geologically plausible contours much more defined than those obtained through the traditional methods. The models created were as accurate as those derived from the deterministic methods and enabled the evaluation of uncertainties by means of a mean of realizations, like any stochastic method. Another advantage of the multiple-point method was the incorporation of local probability maps as secondary data that allowed setting the zone of uncertainty desired in the models. The entire procedure was described and explained in detail.

Made available in DSpace on 2016-08-17T18:39:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2631.pdf: 1610800 bytes, checksum: 9f443d37247fb5fee135a70ec93a8142 (MD5) Previous issue date: 2008-09-29 / Financiadora de Estudos e Projetos / Immobilization and stabilization of enzymes increases their potential for use in industrial scale. D-hydantoinases (dihidropirimidina amidrohidrolase EC 3.5.2.2) catalyze the hydrolysis of D-hydantoins, generating the corresponding Ncarbamoil- D-amino acid and are used in the production of D-amino acids, including Dphenylglycine and D-p-hydroxyphenylglycine.This work reports studies for immobilization and stabilization of D-hydantoinase from Vigna angularis (E.C. 3.5.2.2.). Different strategies of multipoint covalent attachment in organic supports as chitosan and agarose were used. Different protocols of immobilization were employed, being the adittion of ions during the reduction step with the NaBH4 important to protect enzyme catalytic site. The active and stabilized derivatives were used to catalyze the hydrolysis of D-phenylhydantoin. The temperature and pH enzyme profiles showed maximum enzyme activity at 60ºC and pH 10,0. The subunits of the enzyme present molecular mass aroundt 50kDa. The enzyme immobilized in glyoxyl-agarose in the presence of Zn2+ ions during the reduction step, with immobilization time of 24h, was the best derivative, being 89-fold more stable than the soluble enzyme. The analysis of amino acids showed that a 50% of lysines residue present in the enzymes was covalently linked in glyoxyl-agarose. The enzyme immobilized in epoxy-chitosan-alginate was 20-fold more stable than the soluble enzyme. All the tested immobilization protocols led to 100% of immobilization yield. Soluble enzyme and the best glyoxyl and chitosan enzyme derivatives were used to catalyze the hydrolysis of D- phenylhydantoin , and led to the production of 99% of NCarbamoil- D-Phenylglycine after 3, 9 and 15h of reaction respectively. / A imobilização e estabilização de enzimas aumentam muito o potencial de uso industrial desses catalisadores. D-hidantoinases (dihidropirimidina amidrohidrolase EC 3.5.2.2) são enzimas que catalisam a hidrólise de hidantoínas, com abertura do anel, para o correspondente N-carbamoil-D-aminoácido e são usadas na produção de Daminoácidos, incluindo D-fenilglicina e D-p-hidroxifenilglicina. Este trabalho relata os estudos desenvolvidos para a imobilização e estabilização de D-hidantoinase de Vigna angularis (3.5.2.2.). Foram abordadas diferentes estratégias de imobilização multipontual em suportes orgânicos como quitosana e agarose. Diferentes protocolos de imobilização foram empregados, sendo adição de íons durante a redução com NaBH4 importante para proteção do centro catalítico da enzima. Os derivados ativos e estabilizados foram empregados na reação de hidrólise da fenilhidantoína. O estudo de temperatura e pH de máxima atividade da enzima foi 60°C e pH 10,0. As subunidades da enzima apresentam peso molecular, com valor próximo a 50kDa. A enzima imobilizada em glioxil-agarose na presença dos íons Zn2+ durante a etapa de redução, com tempo de imobilização de 24 h foi o derivado mais estável sendo 89 vezes mais estável que a enzima solúvel. A análise de aminoácidos mostrou que aproximadamente 50% dos resíduos de lisina presentes na enzima foram covalentemente ligados no derivado de glioxil-agarose. A enzima imobilizada em quitosana-alginato-epoxilado foi 20 vezes mais estável que a enzima solúvel. Todos os procedimentos de imobilização testados levaram a 100% de rendimento de imobilização. Enzima solúvel e os melhores derivados obtidos por imobilização em glioxil e quitosana foram usados na catálise da hidrólise de fenilhidantoína, produzindo 99% de N-Carbamoil-D-fenilglicina nos tempos de 3, 9 e 15 h, respectivamente.