Made available in DSpace on 2014-06-11T19:27:20Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2011-11-16Bitstream added on 2014-06-13T19:14:40Z : No. of bitstreams: 1 silva_rr_me_sjrp.pdf: 961028 bytes, checksum: 0d7989443c42fd25745d208364a42a88 (MD5) / A produção de proteases de origem microbiana depende das condições de cultivo e da diversidade bioquímica de cada espécie. Estudos comparativos entre fermentação em estado sólido (FES) e fermentação submersa (FSm) usando farelo de trigo e meio sintético, respectivamente, foram realizados para a determinação dos parâmetros de produção de proteases pelo fungo Aspergillus fumigatus Fresenius. A melhor produção de protease foi em FES no período de 96 horas utilizando farelo de trigo, temperatura de 30 ºC e 1x106 esporos/5g de substrato com 1.517 U/mL. Em FSm o pico de produção foi em pH 6,0, a 30ºC, 5x105 esporos/mL de meio no período de 72 e 96 horas em meio contendo 0,5 e 0,25% de caseína, respectivamente, ambos com 40 U/mL. Conforme a produtividade dos processos fermentativos, o extrato enzimático da FES foi utilizado para estudos de purificação e caracterização bioquímica. Neste estudo, a protease purificada apresentou atividade ótima em pH 7,5 e 50ºC, sendo inibida por Fenil-metil-sulfonil-fluoreto (PMSF) e mais intensamente por antipaína (1,6 µM). Sobre efeito de íons, foi observado modulação da atividade proteolítica, principalmente com inibição por AlCl3, cuja atividade proteolítica residual foi de 18% após incubação com este íon. Na presença de Ditiotreitol (DTT) e uréia houve diminuição da atividade proteolítica, apresentando atividades residuais de 63% em 200 mM de DTT e 10% com 5 M de uréia. Comparativamente, na concentração de 0,1% de cada surfactante estudado, notou-se redução da atividade proteolítica, sendo 97% em presença de Brometo de cetil-trimetil amônio (CTAB), 79% para 4 - (1,1,3,3 - Tetrametilbutil) fenil- polietileno glicol (Triton X-100), 55% com Polyoxyethylenesorbitan monolaurato (Tween-20) e completa redução da atividade (0%) em... / The microbial protease production depends on growing conditions and the biochemical diversity of each species. Comparative studies between solid-state fermentation (SSF) and submerged fermentation (SmF) using wheat bran and synthetic medium, respectively, were performed to determine the optimum parameters for protease production by the fungus Aspergillus fumigatus Fresenius. The best protease production was in SSF within 96 hours using wheat bran, temperature 30°C and 1x106 spores/5g of substrate, with 1,517 U/mL. In SmF peak production was at pH 6.0 at 30°C, 5x105 spores/mL of media within 72 and 96 hours in medium containing 0.5 and 0.25% casein, respectively, with 40 U/mL. According to the productivity of the fermentative processes, enzymatic extract was used from SSF to study purification and biochemical characterization. In this study, purified protease showed optimum activity at pH 7.5 and 50°C, and inhibited by Phenylmethylsulfonyl fluoride (PMSF) and more intensely for antipain (1,6 µM). Concerning to the effect of ions, we observed modulation of the proteolytic activity, especially with inhibition by AlCl3, which residual activity was of 18 % after incubation with this ion. In the presence of Dithiothreitol (DTT) and ureia, we observed progressive decrease in proteolytic activity, presenting residual activities of 63% with 200 mM DTT, and 10% with 5 M ureia. Comparatively, in the concentration of 0.1% of each surfactant studied, there was a reduction in the proteolytic activity in 97% in presence of Cetyl trimethylammonium bromide (CTAB), 79% with 4-(1,1,3,3-Tetramethylbutyl)phenyl-polyethylene glycol (Triton X-100), 55% with Polyoxyethylenesorbitan monolaurate (Tween-20) and a complete inactivation in the presence of Sodium dodecyl sulfate... (Complete abstract click electronic access below)

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The objective of this work was the polyunsaturated fatty acids (PUFAs) production by submerged fermentation from the fungus Mortierella isabellina. A Plackett Burman experimental design was designed to evaluate the best conditions for PUFAs production in shake flasks. Three different components of the culture medium (yeast extract, peptone, and sucrose) and three fermentation parameters (agitation, temperature and pH) were evaluated. Analyzing the results of experimental design new assays were performed with increasing concentration of yeast extract. Fermentations were conducted in Erlenmeyer flasks with 10% (v/v) inoculums for 120h, micronutrients ((NH4)2SO4, FeSO4.7H2O, MnSO4.H2O, MgSO4.7H2O) were fixed. The scale up using STR bioreactor with 2.5 L of culture medium and 10% (v/v) inoculums for 120h was defined through better results of Plackett Burman.. A 2² central composite design was set to evaluate the effect of agitation and aeration in fungal biomass production, lipids content and fatty acids profile. The lipid was extracted from dried biomass and the fatty acids were analyzed by gas chromatography. The results of the fermentation in shake flasks showed that only yeast extract had a significant effect (p <0.1) in PUFAs production and this effect was positive. The highest percentage of PUFAs produced (28.17%) was obtained in higher yeast extract concentration (3.75 g / L). Agitation and aeration did not had a significance effect (p <0.1) in the evaluated range, in bioreactor on PUFAs and lipids production. However, agitation had a significant positive effect on biomass production.The presence of fatty acids of family n-3 (α-linolenic acid, eicosapentaenoic acid and docosahexaenoic acid) and n-6 families (linoleic acid and γ-linolenic acid) were observed. Nitrogen source is directly related to increased PUFAs production. The variables agitation and aeration, in the evaluated range, did not influence the PUFAs production. The Mortierella isabellina produced fatty acids n-3 and n-6 family, but additional studies are needed to optimize this production. / O objetivo deste trabalho foi produzir ácidos graxos poli-insaturados (PUFAs) por fermentação submersa a partir do fungo Mortierella isabellina. Um planejamento experimental Plackett Burman foi delineado para avaliar as melhores condições para produção de PUFAS em frascos agitados. Foram avaliados três diferentes componentes do meio de cultura (extrato de levedura, peptona e sacarose) e três parâmetros de fermentação (agitação, temperatura e pH). Através dos resultados obtidos no planejamento experimental, novos ensaios foram definidos com o aumento da concentração de extrato de levedura. As fermentações foram realizadas em frascos Erlenmeyers com 10% de inoculo (v/v) durante 120h e a composição de micronutrientes ((NH4)2SO4, FeSO4.7H2O, MnSO4.H2O, MgSO4. 7H2O) foi mantida fixa. Na melhor condição definida em frascos agitados foi realizada a ampliação da fermentação para biorreator STR, com 2,5 L de meio de cultura e 10 % de inoculo (v/v) durante 120h. Um delineamento composto central 2² foi definido para avaliar o efeito das variáveis agitação e aeração na produção de biomassa fúngica, lipídeos e no perfil dos ácidos graxos. A fração lipídica foi extraída a partir da biomassa seca da fermentação e os ácidos graxos foram analisados por cromatografia em fase gasosa. Os resultados da fermentação em frascos agitados demonstraram que somente a variável extrato de levedura teve efeito significativo (p<0,1) na produção de PUFAs sendo este efeito positivo. O maior percentual de PUFAs produzidos (28,17%) foi obtido na maior concentração de extrato de levedura (3,75 g/L). Os resultados obtidos na fermentação em biorreator demonstraram que as variáveis agitação e aeração não foram estatisticamente significativas (p<0,1) para o acúmulo de PUFAs e lipídeos dentro das faixas avaliadas. Entretanto a agitação teve efeito significativo positivo na produção de biomassa. Foi observada a presença dos ácidos graxos da família n-3 (ácido α-linolênico, ácido eicosapentaenóico e ácido docosaexaenóico) e da família n-6 (ácido linoléico e o ácido γ-linolênico). Em vista dos resultados obtidos, pode-se concluir que a fonte de nitrogênio esta diretamente relacionada com o aumento da produção de PUFAs. As variáveis agitação e aeração nas faixas avaliadas não influenciaram no acúmulo de PUFAs. A Mortierella isabellina produziu ácidos graxos da família n-3 e n-6, entretanto estudos adicionais devem ser realizados para otimizar esta produção.

Submitted by Izabel Franco (izabel-franco@ufscar.br) on 2016-10-26T17:28:34Z No. of bitstreams: 1 TeseJBCS.pdf: 2225419 bytes, checksum: d3ec7a73f461b658739175f8e171c762 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-11-08T18:27:30Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseJBCS.pdf: 2225419 bytes, checksum: d3ec7a73f461b658739175f8e171c762 (MD5) / Approved for entry into archive by Marina Freitas (marinapf@ufscar.br) on 2016-11-08T18:27:36Z (GMT) No. of bitstreams: 1 TeseJBCS.pdf: 2225419 bytes, checksum: d3ec7a73f461b658739175f8e171c762 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-11-08T18:27:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 TeseJBCS.pdf: 2225419 bytes, checksum: d3ec7a73f461b658739175f8e171c762 (MD5) Previous issue date: 2016-08-25 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Cell-associated lipases have been considered biocatalysts economically advantageous because they are produced at low cost, avoiding further recovery or purification steps. Few studies regarding Streptomyces clavuligerus lipase have reported the production of extracellular enzyme, although at first this had been considered a cell-associated enzyme. In this context, the aim of this work was the production of the cell-associated lipase from Streptomyces clavuligerus (whole-cell lipase, Sc-WCL) by submerged fermentation, the biochemical characterization of the enzyme and its use in the synthesis of butyl butyrate, an aroma ester with industrial importance. The culture conditions on rotary shaker and the operational parameters for cultivation in bioreactor were evaluated in order to establish a protocol for Sc- WCL production. The conditions for S. clavuligerus cultivation in rotary shaker that resulted in maximal hydrolytic activity of Sc-WCL (3,000 U.L-1) were: baffled flask, free-glycerol production medium, pH 6.8 and 28 °C. The operational parameters in bench reactor that resulted in maximal volumetric productivity of Sc-WCL (54 U.L-1.h-1) were agitation of 400 rpm and aeration of 1 vvm. The maximal volumetric productivity in bioreactor operated under selected conditions (52.5 U.L-1.h-1) was reached after 24 h, while similar productivity in rotary shaker (54.8 U.L-1.h -1) was achieved only after 48 h fermentation. The catalytic potential of Sc-WCL in hydrolysis reactions was comparable to the commercial lipase preparations. Sc- WCL was more active at 60 °C and pH 10.7, and stable at 30-40 °C after 1 h incubation at pH 10. For butyl butyrate synthesis catalyzed by Sc-WCL, the reaction conditions that resulted in higher ester conversion (85%) were: 5 g of Sc-WCL/ L, molar ratio of fatty acid: alcohol 1:1 in heptane and 8 h reaction. The stability at alkaline pH and organic medium (leastwise in heptane and butanol), associated with the low cost, make Sc-WCL attractive in industrial applications, such as flavors synthesis, detergent formulations, hydrolysis of vegetable oils, among others. / Lipases associadas à célula têm se destacado como biocatalisadores economicamente vantajosos, pois são produzidas a baixo custo, dispensando etapas posteriores de recuperação ou purificação. Poucos estudos sobre lipase de Streptomyces clavuligerus relatam a produção da enzima extracelular, embora esta tenha sido, a princípio, considerada uma enzima associada à célula. Neste contexto, o objetivo deste trabalho foi a produção de lipase associada à célula de Streptomyces clavuligerus (lipase “whole-cell”, Sc-WCL) por fermentação submersa, a caracterização bioquímica da enzima e sua aplicação na síntese de butirato de butila, um éster de aroma com importância industrial. As condições de cultivo em shaker e os parâmetros operacionais para cultivo em biorreator foram avaliados com o intuito de estabelecer um protocolo para a produção de Sc-WCL. As condições de cultivo de S. clavuligerus em shaker que resultaram em maior atividade hidrolítica de Sc-WCL (3.000 U.L- 1) foram: frasco aletado, ausência de glicerol no meio de produção, pH 6,8 e 28 ºC. Os parâmetros operacionais em reator de bancada que resultaram em maior produtividade volumétrica de Sc-WCL (54 U.L-1.h-1) foram: agitação de 400 rpm e aeração de 1 vvm. A máxima produtividade volumétrica em biorreator operado nas condições selecionadas foi alcançada após 24 h de cultivo (52,5 U.L-1.h-1), enquanto que produtividade similar em shaker foi obtida somente após 48 h de cultivo (54,8 U.L-1.h-1). O potencial catalítico de Sc-WCL em reações de hidrólise foi comparável ao de preparações comerciais de lipase. Sc-WCL foi mais ativa a 60 ºC e pH 10,7, e mais estável na faixa de 30 a 40 ºC após 1 h de incubação a pH 10. Na síntese de butirato de butila catalisada pela Sc-WCL, as condições reacionais que resultaram em maior conversão (85%) foram: 5 g de Sc-WCL/ L, razão molar ácido graxo/álcool 1:1 em heptano e 8 h de reação. A estabilidade em pH alcalino e em meio orgânico (pelo menos em heptano e butanol), associada ao baixo custo, tornam a Sc-WCL atrativa em aplicações de interesse industrial, tais como, síntese de aromas, formulações de detergentes, hidrólise de óleos vegetais, dentre outras.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:55:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 3088.pdf: 1908678 bytes, checksum: ed9e01a2e9fbc1d3d2e81b225596705b (MD5) Previous issue date: 2010-02-22 / This study presents the operational results of a pilot wastewater treatment plant. The assays were carried out in two phases: Phase 1 involved the operation of a rotating biological contactor (RBC), while Phase 2 involved a combined system operation of a submerged aerated biofilter (SAB) downstream from the RBC. The RBC and SAB units were assayed in the treatment of sanitary sewage. The average feeding rate was 82.9 L.h-1 and the active sludge recirculation rate when operated only with the RBC was 60% of the former. Despite being a rotating reactor, the RBC under investigation did not have biodiscs because it was used as a microbial bed, consisting of corrugated high-density polyethylene (HDPE) tubes fixed on a metal structure in the shape of a rotating reel submerged in the aeration cell at about 90% of its diameter, providing subtracting contact between tubes a 41-m2 surface area for biofilm fixation. On the other hand, the SAB, which was comprised of corrugated HDPE rings that provided a 55-m2 contact area, was employed to polish the RBC effluent only in Phase 2 when sludge recycling was interrupted at the beginning of the process. This operation, which is typical of activated sludge systems, was carried out in Phase 1 (211 days). Substrate characterization showed maximum chemical oxygen demand (COD) concentrations of 3820.8 mgL-1 (average of 1004.5 mgL-1), an indication of contamination by liquid industrial effluents. In the first stage of testing (with the RBC), the treated effluent after secondary sedimentation tank were achieved in this study, biochemical oxygen demand (BOD) removal averages of 71.3% and the COD removals of 79.6%, respectively. Among the forms of nitrogen analysis, the concentration of organic nitrogen showed the greatest reductions reaching an average maximum of 51.2% and 91.5%. In the second stage of tests (RBC followed by SAB) efficiency BOD removal achieved was 78.2%, while the COD efficiency removal was 71.6%. The removal of volatile suspended solids after BAS achieved 39.2%, whereas RBC achieved volatile suspended solids removal of 65.3%. The pilot plant also showed that the concentration of SAB in the downstream of RBC minimized the variations in concentrations of all measured parameters, related to partially or fully treated wastewater, bringing benefits not linked to removal of carbonaceous organic matter. / Este estudo apresenta os resultados da operação de uma planta piloto de tratamento biológico para águas residuárias, em testes realizados em duas fases de estudo, sendo a primeira relacionada com a operação de um reator biológico de contato (RBC) e a segunda com a operação em sistema combinado, com um biofiltro aerado submerso (BAS) à jusante do RBC. As unidades RBC e BAS foram ensaiadas no tratamento de esgoto sanitário. A vazão média de alimentação foi de 82,9 Lh-1, e vazão de recirculação de lodo ativo quando se operou somente com o RBC, fixada em cerca de 60 % dessa vazão. O RBC utilizado, apesar de rotativo, não possuía biodiscos, pois foram utilizados como leito microbiano, tubos corrugados de polietileno de alta densidade (PEAD), fixados em uma estrutura metálica com a forma de um carretel rotativo, que foi submerso na célula de aeração em aproximadamente 90 % de seu diâmetro, enquanto que o BAS, montado com anéis corrugados, de PEAD, foi utilizado como polimento do efluente do RBC somente no segundo estágio dos ensaios. A caracterização do substrato, mostrou valores de concentração da demanda química de oxigênio (DQO), máxima de 3820,8 mgL-1 (média de 1004,5 mgL-1), denotando contaminação com efluentes líquidos industriais. No primeiro estágio dos ensaios (apenas com o RBC), o efluente tratado após o decantador secundário foram alcançadas neste estudo, remoções médias de DBO de 71,3%, e remoções de DQO de 79,6 %. Dentre as formas de nitrogênio analisadas, a concentração de nitrogênio orgânico apresentou as maiores reduções atingindo média de 51,2% e máxima 91,5%. No segundo estágio dos ensaios (RBC seguido de BAS) a eficiência alcançada de DBO foi de 78,2%, enquanto a eficiência de remoção de DQO foi de 71,6%. O BAS degradou 39,2 % dos sólidos suspensos voláteis que saíram da câmara com o RBC, enquanto o RBC degradou 65,3 % dos sólidos suspensos voláteis da entrada. A planta piloto apresentou também que a operação do BAS à jusante do RBC minimizou as variações das concentrações de todos os parâmetros analisados, relacionados ao efluente parcialmente ou totalmente tratado, não trazendo benefícios ligados a remoção de matéria orgânica carbonácea. Este estudo apresenta os resultados da operação de uma planta piloto de tratamento biológico para águas residuárias, em testes realizados em duas fases de estudo, sendo a primeira relacionada com a operação de um reator biológico de contato (RBC) e a segunda com a operação em sistema combinado, com um biofiltro aerado submerso (BAS) à jusante do RBC. As unidades RBC e BAS foram ensaiadas no tratamento de esgoto sanitário. A vazão média de alimentação foi de 82,9 Lh-1, e vazão de recirculação de lodo ativo quando se operou somente com o RBC, fixada em cerca de 60 % dessa vazão. O RBC utilizado, apesar de rotativo, não possuía biodiscos, pois foram utilizados como leito microbiano, tubos corrugados de polietileno de alta densidade (PEAD), fixados em uma estrutura metálica com a forma de um carretel rotativo, que foi submerso na célula de aeração em aproximadamente 90 % de seu diâmetro, enquanto que o BAS, montado com anéis corrugados, de PEAD, foi utilizado como polimento do efluente do RBC somente no segundo estágio dos ensaios. A caracterização do substrato, mostrou valores de concentração da demanda química de oxigênio (DQO), máxima de 3820,8 mgL-1 (média de 1004,5 mgL-1), denotando contaminação com efluentes líquidos industriais. No primeiro estágio dos ensaios (apenas com o RBC), o efluente tratado após o decantador secundário foram alcançadas neste estudo, remoções médias de DBO de 71,3%, e remoções de DQO de 79,6 %. Dentre as formas de nitrogênio analisadas, a concentração de nitrogênio orgânico apresentou as maiores reduções atingindo média de 51,2% e máxima 91,5%. No segundo estágio dos ensaios (RBC seguido de BAS) a eficiência alcançada de DBO foi de 78,2%, enquanto a eficiência de remoção de DQO foi de 71,6%. O BAS degradou 39,2 % dos sólidos suspensos voláteis que saíram da câmara com o RBC, enquanto o RBC degradou 65,3 % dos sólidos suspensos voláteis da entrada. A planta piloto apresentou também que a operação do BAS à jusante do RBC minimizou as variações das concentrações de todos os parâmetros analisados, relacionados ao efluente parcialmente ou totalmente tratado, não trazendo benefícios ligados a remoção de matéria orgânica carbonácea.

O processo de Biorreatores com Membranas (BRM) foi desenvolvido no final da década de 1960, consistindo em um sistema que associa o tratamento biológico de efluentes com o mecanismo de separação por membranas, e apresenta vantagens com relação ao tratamento convencional, tais como maior eficiência de tratamento e um menor espaço físico de instalação para a mesma capacidade de tratamento. O fenômeno de incrustação das membranas (em inglês, fouling) representa a principal limitação desse processo, de modo que uma das condições operacionais mais importantes na prevenção da incrustação em um sistema BRM Submerso (BRMS) é a vazão de aeração. Diante desta situação, o objetivo do trabalho consiste em avaliar os efeitos das condições hidrodinâmicas no desempenho do processo, tais como vazão de aeração, densidade de empacotamento do módulo de membranas e geometria dos aeradores. O sistema utilizado no trabalho consistiu em um BRMS automatizado, operando em pressão constante e de forma contínua, durante um período de 4 dias. Os módulos foram construídos com membranas poliméricas de microfiltração do tipo fibra oca, cujo material foi a poli(éter)-imida (PEI). Três diferentes vazões de aeração foram estudadas (2, 5 e 8 L.min-1), mostrando, a partir dos resultados, que existe uma vazão de aeração limite benéfica ao sistema e que, acima deste valor, um melhor desempenho não pode ser atingido, inclusive, podendo prejudicá-lo. Para o sistema de estudo, a vazão de 5 L.min-1 apresentou o melhor desempenho, seguido de 8 e 2 L.min-1. O estudo da densidade de empacotamento do módulo mostrou que esta é uma variável que também exerce influência no desempenho do processo de BRMS. Módulos com dois diferentes diâmetros foram testados (2,54 cm e 1,91 cm); o melhor resultado foi observado no módulo de maior diâmetro. A menor densidade de empacotamento resulta em um maior espaçamento entre as fibras, provocando uma aeração mais homogênea no interior do feixe de membranas. As duas geometrias de aeração testadas (Modo 1 e Modo 2) apresentaram resultados semelhantes de fluxo permeado, indicando que o Modo 2 de aeração não melhorou o desempenho do processo como se esperava. A maior homogeneidade de aeração no interior de feixe, a partir de aeradores construídos com as próprias fibras, não foi atingida, mostrando que um novo projeto de aeradores deve ser estudado. Em todas as condições hidrodinâmicas testadas, a eficiência do tratamento foi verificada, uma vez que a remoção de matéria orgânica para COT e DQO foi de 96% e 93%, respectivamente. Propriedades do permeado, como condutividade elétrica, pH e turbidez foram mensuradas, apresentando variações menores que as medidas do efluente, revelando a capacidade que o sistema apresenta em suportar as variações na corrente de alimentação. / The Membrane Bioreactor (MBR) process was developed in the late 1960. The system consists in a combination of biological process and membrane separation mechanism, and the advantages with respect of conventional treatment are the higher treatment efficiency and a smaller area of installation for the same treatment capacity. The main limitation of this process is the membrane fouling, in a way that air flow rate represents an important operating condition to prevent the fouling formation in Submerged Membrane Bioreactors (SMBR). In this sense, the aim of this work is to evaluate the effects of hydrodynamic conditions on process performance, such as air flow rate, packing density of the membrane module and aeration geometry. The system used consists in a pilot-scale SMBR, which operates at constant pressure and continuous mode during a period of 4 days. The modules were built with hollow fiber polymeric microfiltration membrane and the material is poly(ether)imide (PEI). For the three different air flow rates studied (2, 5 and 8 L.min-1), results showed there is a limit value for this parameter, in which above this value a better performance will not be obtained, even can be worse. The air flow rate of 5 L.min-1 presented the best performance, followed by 8 and 2 L.min-1. The module packing density study for two diameters (0.75 and 1 inch), the best result was observed in the larger diameter module, because lower packing density causes more space between fibres, increasing the aeration homogeneity inside de fibre bundle. Both aeration geometry tested showed similar permeate flows, indicating the different geometry used did not affect the performance process. The aerators constructed with the hollow fibers did not promote aeration homogeneity inside the bundle, and new aeration geometry must be projected. For all hydrodynamics conditions, the system treatment was efficient in removing organical matter, since the removal for TOC and COD was 96% and 93%, respectively. Permeate properties such as electrical conductivity, pH and turbidity measurements presented minor variations than effluent properties measurements, showing the system capacity to withstand with feed stream variations.

Submitted by Maria Medeiros (maria.dilva1@ufcg.edu.br) on 2018-09-27T15:03:02Z No. of bitstreams: 1 VALMIR RODRIGUES BATISTA - DISSERTAÇÃO (PPG-CEMat) 2011.pdf: 9226631 bytes, checksum: bde44a49a9cb7e76d5b2b88abf48d037 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-09-27T15:03:02Z (GMT). No. of bitstreams: 1 VALMIR RODRIGUES BATISTA - DISSERTAÇÃO (PPG-CEMat) 2011.pdf: 9226631 bytes, checksum: bde44a49a9cb7e76d5b2b88abf48d037 (MD5) Previous issue date: 2011-08-12 / CNPq / A necessidade de exploração de óleos mais pesados, em poços cada vez mais profundos e em ambientes mais agressivos tem causado falhas dos materiais por corrosão com grandes prejuízos econômicos e ambientais. Portanto este trabalho teve como objetivo avaliar a influência dos parâmetros de soldagem sobre a geometria (razão entre a altura e a largura- R/L), diluição(D), teor de Ferro, %Fe, e consequentemente resistência à corrosão de revestimentos de ligas de Ni (Hastelloy-276) aplicados por soldagem em aços C-Mn. O processo de soldagem utilizado foi ao Arco Submerso utilizando um arame eletrodo de liga de níquel (Ni-Cr-Mo-4) com diâmetro de 1,14 mm, avaliando duas modalidades de corrente, a corrente pulsada e a corrente convencional. Como substrato foi empregado segmentos de um tubo de aço de especificação API 5L Gr B com espessura de 18 mm e diâmetro interno de 290 mm. Para relacionar a influência das variáveis citadas com as respostas desejadas, foi utilizada a técnica de planejamento de experimentos com aplicação de planejamento fatorial em dois níveis. O planejamento fatorial foi utilizado apenas na etapa das soldagens dos cordões isolados. As etapas subseqüentes foram confeccionar revestimentos planos com três passes de solda e revestimentos circunferenciais com três passes no interior do tubo, com esse girando e a tocha parada, onde foi avaliado principalmente o teor de Fe e resistência à corrosão. Para os cordões isolados na modalidade de corrente pulsada, foram obtidos valores de diluição de 3,6% a 22,26% e valores de R/L de 0,23 a 0,67, sendo o resultado mais satisfatório de 12,76% e 0,28 para D e R/L respectivamente. Para os corões isolados na modalidade de corrente convencional, os valores de diluição variaram de 9,62% a 23,19%, com R/L variando de 0,21 a 0,60, sendo o resultado mais satisfatório de 11,81% e 0,28 para D e R/L. Nos revestimentos com três passes foram alcançados melhores resultados de resistência à corrosão na modalidade de corrente convencional, sendo a variável distância do bico de contato à peça, DBCP, de maior influência nos resultados. / The need for exploration of heavier oils, in ever deeper wells and more aggressive environments has caused failures due to corrosion of materials with large economic and environmental losses. Therefore the aim of this study was to evaluate the influence of welding parameters on geometry (ratio of height to width - R/L), dilution (D), Iron content, % Fe, and hence corrosion resistance of Ni alloy overlays (Hastelloy-276) applied by welding on C-Mn steels. Submerged Arc welding process was used with pulsed and conventional current using nickel alloy wire electrode (Ni-Cr-Mo-4) with 1.14 mm diameter as filler metal. A segments of API 5L Gr B steel pipe with 18 mm thickness and 290 mm internal diameter was used as substrate. To relate the influence of the variables mentioned with the desired responses design of experiments technique with application of factorial design at two levels was used. The factorial design was used only in the stage of isolated welding beads. Subsequent steps consisted of overlay with 3 welding pass in plan position and inside of the pipe in rotation movement with the torch stopped. In this case it was also being evaluated mainly % Fe and corrosion resistance. For isolated beads in the pulsed current mode, dilution values were obtained from 3.6% to 22.26% and values of R / L from 0.23 to 0.67, being the most satisfactory result of 12.76% and 0.28 for D and R / L respectively. For isolated beads in the conventional current method,dilution values ranged from 9.62% to 23.19%, with R / L ranging from 0.21 to 0.60, being the most satisfactory result of 11.81% and 0.28 for D and R / L. At overlays with three passes, have been achieved better results in the corrosion resistance with conventional current mode, and the variable “distance from the contact tip to the workpiece, DBCP”, had the greatest influence on results.

Bemisia tabaci Gennadius (Hemiptera: Aleyrodidae) biotype B is a cosmopolitan, devastating insect pest due to their direct damages and transmission of plant viruses. Entomopathogenic fungi comprise the most diverse group of pathogens regulating arthropod pest populations in agroecosystems. Anamorphic fungal entomopathogens, including Beauveria bassiana, Isaria fumosorosea, and Lecanicillium spp., are among the main biocontrol agents of whitefly populations. Advances in research focusing on virulence, mass production, formulation, and storage stability of fungal propagules are imperative for the development of efficient mycopesticides toward whiteflies and other soft-bodied insects. Therefore, this study placed emphasis on screening for virulent fungal strains, enhancement of efficacy using nonionic surfactants in spray tank-mix, development of liquid culture conditions for rapid production and stabilization processes of single-yeast like cells known as blastospores. Firstly, we selected virulent strains of B. bassiana and I. fumosorosea displaying fastest speed of kill and inciting highest mortality levels of whitefly nymphs and adults along with their ability to produce high numbers of conidia on moistened parboiled rice. Secondly, insecticidal performance was enhanced by combining nonionic surfactants with spore suspensions rendering additive or synergistic effects. These surfactants also allowed reducing the volume application rate without altering fungal bioefficacy. Results from liquid fermentation studies using B. bassiana and I. fumosorosea revealed that appropriate amounts of inexpensive ingredients, such as cottonseed flour and glucose, are suitable for the rapid production of high yields of blastospores (3 days pre-culture and 2-3 days culture). The resultant blastospores of various strains survived well to desiccation and remained viable for more than one year under refrigeration. Moreover, these air-dried blastospores of both fungal species showed higher virulence against whitefly nymphs when compared with solid-substrate produced conidia. Optimized liquid culture production for B. bassiana blastospores was also achieved through the manipulation of oxygen rates and osmotic pressure in the liquid media. Furthermore, these blastospores produced in highly aerated and hyperosmotic liquid medium containing 140 g glucose L-1 were also more virulent to whitefly nymphs than those cells derived from low-osmotic medium amended with 40 g glucose L-1. These optimal conditions were also scaled up in 5-L bioreactor that yielded 1-2 × 1012 viable blastospores L-1 in 6 days at a cost of US$ 0.19 L-1. These blastospores were formulated with diatomaceous earth for air drying or for spray drying. Formulated blastospores of B. bassiana survived dehydration using both drying methods and showed improved shelf life when stored under vacuumpackaged at 4 °C rather than 28 °C. However, when these blastospores were actively packaged with dual action oxygen-moisture scavenging system, blastospores showed prolonged stability for up to 7 months at 28 °C and still remained virulent to whiteflies. Therefore, this low-cost production and stabilization method for the rapid production of shelf stable, virulent blastospores of B. bassiana and I. fumosorosea may expand the commercial use of mycopesticides for insect control in mainstream agriculture. / A mosca-branca, Bemisia tabaci Gennadius (Hemiptera: Aleyrodidae) biótipo B, é uma praga cosmopolita e devastadora devido aos prejuízos oriundos dos seus danos diretos e transmissão de vírus. Fungos entomopatogênicos compreendem um grupo diversificado, que desempenha ação importante na regulação de populações de praga em agroecossistemas. Fungos ascomicetos anamórficos, como Beauveria bassiana, Isaria fumosorosea e Lecanicillium spp., constituem relevantes agentes de biocontrole de moscas-brancas. Avanços na pesquisa focando virulência, produção massal, formulação e estabilização de propágulos fúngicos são fundamentais para o desenvolvimento de micopesticidas eficientes contra moscas-brancas e outros insetos. Desta forma, este trabalho objetivou selecionar isolados fúngicos virulentos à mosca-branca; aumentar a eficácia mediante uso de surfactants não-iônicos em suspensões conidiais; desenvolver meios de cultura para produção rápida e estável por fermentação líquida submersa de células leveduriformes conhecidas por blastosporos. Na primeira etapa, isolados virulentos de B. bassiana e I. fumosorosea foram selecionados pela rápida e elevada atividade inseticida a ninfas e adultos de mosca-branca, bem como alto rendimento de conídios em arroz parboilizado. A adição de surfactantes organosiliconados permitiu a redução do volume de calda aplicado com resultados aditivos ou sinérgicos de controle. Foi ainda verificado que altos rendimentos de blastosporos tanto de B. bassiana como I. fumosorosea foram obtidos em curto tempo de fermentação líquida (3 dias de précultivo e 2-3 dias de cultivo) usando nutrientes de baixo custo, como glucose e farelo de algodão. Esses blastosporos foram tolerantes à dessecação e mantiveram viabilidade por mais de um ano sob refrigeração (4 °C). Os blastosporos foram mais virulentos que conídios aéreos, o que coloca esta estrutura como a mais indicada como ingrediente ativo em bioinseticidas para moscas-brancas. Mediante manipulação nutricional e física do ambiente de fermentação, a produção de blastosporos de B. bassiana foi optimizada mediante aumento da aeração e pressão osmótica do meio líquido. Blastosporos produzidos em meio líquido altamente aerado e hiperosmótico (140 g glucose L-1) mostraram-se mais virulentos à mosca-branca em relação àqueles produzidos em meio hipo-osmótico (40 g glucose L-1). Esse processo foi reproduzido em escala piloto usando biorreator de 5 L resultando numa produção de 1-2 × 1012 blastosporos viáveis L-1 em apenas 3 dias a um custo de US$ 0,19 L-1. Blastosporos de B. bassiana formulados com terra de diatomáceas e secados em fluxo de ar contínuo, ou secados em spray dryer tiveram estabilidade extendida por até 8 meses a 4 °C e superior em relação a 28 °C. Durante empacotamento, o uso de sachês absorventes de oxigênio e umidade prolongou consideravelmente a viabilidade de blastosporos armazenados a 28 °C por até 7 meses sem afetar sua eficiência contra mosca-branca. Em suma, esses resultados demonstram a viabilidade técnica e econômica de produção de blastosporos virulentos de B. bassiana e I. fumosorosea, tolerantes à dessecação e estáveis durante armazenamento. Esta tecnologia é uma nova opção que pode contribuir para expansão comercial de bioinseticidas à base de fungos entomopatogênicos.

O processo de Biorreatores com Membranas (BRM) foi desenvolvido no final da década de 1960, consistindo em um sistema que associa o tratamento biológico de efluentes com o mecanismo de separação por membranas, e apresenta vantagens com relação ao tratamento convencional, tais como maior eficiência de tratamento e um menor espaço físico de instalação para a mesma capacidade de tratamento. O fenômeno de incrustação das membranas (em inglês, fouling) representa a principal limitação desse processo, de modo que uma das condições operacionais mais importantes na prevenção da incrustação em um sistema BRM Submerso (BRMS) é a vazão de aeração. Diante desta situação, o objetivo do trabalho consiste em avaliar os efeitos das condições hidrodinâmicas no desempenho do processo, tais como vazão de aeração, densidade de empacotamento do módulo de membranas e geometria dos aeradores. O sistema utilizado no trabalho consistiu em um BRMS automatizado, operando em pressão constante e de forma contínua, durante um período de 4 dias. Os módulos foram construídos com membranas poliméricas de microfiltração do tipo fibra oca, cujo material foi a poli(éter)-imida (PEI). Três diferentes vazões de aeração foram estudadas (2, 5 e 8 L.min-1), mostrando, a partir dos resultados, que existe uma vazão de aeração limite benéfica ao sistema e que, acima deste valor, um melhor desempenho não pode ser atingido, inclusive, podendo prejudicá-lo. Para o sistema de estudo, a vazão de 5 L.min-1 apresentou o melhor desempenho, seguido de 8 e 2 L.min-1. O estudo da densidade de empacotamento do módulo mostrou que esta é uma variável que também exerce influência no desempenho do processo de BRMS. Módulos com dois diferentes diâmetros foram testados (2,54 cm e 1,91 cm); o melhor resultado foi observado no módulo de maior diâmetro. A menor densidade de empacotamento resulta em um maior espaçamento entre as fibras, provocando uma aeração mais homogênea no interior do feixe de membranas. As duas geometrias de aeração testadas (Modo 1 e Modo 2) apresentaram resultados semelhantes de fluxo permeado, indicando que o Modo 2 de aeração não melhorou o desempenho do processo como se esperava. A maior homogeneidade de aeração no interior de feixe, a partir de aeradores construídos com as próprias fibras, não foi atingida, mostrando que um novo projeto de aeradores deve ser estudado. Em todas as condições hidrodinâmicas testadas, a eficiência do tratamento foi verificada, uma vez que a remoção de matéria orgânica para COT e DQO foi de 96% e 93%, respectivamente. Propriedades do permeado, como condutividade elétrica, pH e turbidez foram mensuradas, apresentando variações menores que as medidas do efluente, revelando a capacidade que o sistema apresenta em suportar as variações na corrente de alimentação. / The Membrane Bioreactor (MBR) process was developed in the late 1960. The system consists in a combination of biological process and membrane separation mechanism, and the advantages with respect of conventional treatment are the higher treatment efficiency and a smaller area of installation for the same treatment capacity. The main limitation of this process is the membrane fouling, in a way that air flow rate represents an important operating condition to prevent the fouling formation in Submerged Membrane Bioreactors (SMBR). In this sense, the aim of this work is to evaluate the effects of hydrodynamic conditions on process performance, such as air flow rate, packing density of the membrane module and aeration geometry. The system used consists in a pilot-scale SMBR, which operates at constant pressure and continuous mode during a period of 4 days. The modules were built with hollow fiber polymeric microfiltration membrane and the material is poly(ether)imide (PEI). For the three different air flow rates studied (2, 5 and 8 L.min-1), results showed there is a limit value for this parameter, in which above this value a better performance will not be obtained, even can be worse. The air flow rate of 5 L.min-1 presented the best performance, followed by 8 and 2 L.min-1. The module packing density study for two diameters (0.75 and 1 inch), the best result was observed in the larger diameter module, because lower packing density causes more space between fibres, increasing the aeration homogeneity inside de fibre bundle. Both aeration geometry tested showed similar permeate flows, indicating the different geometry used did not affect the performance process. The aerators constructed with the hollow fibers did not promote aeration homogeneity inside the bundle, and new aeration geometry must be projected. For all hydrodynamics conditions, the system treatment was efficient in removing organical matter, since the removal for TOC and COD was 96% and 93%, respectively. Permeate properties such as electrical conductivity, pH and turbidity measurements presented minor variations than effluent properties measurements, showing the system capacity to withstand with feed stream variations.

Submitted by (lucia.rodrigues@ufrpe.br) on 2016-06-08T14:47:27Z No. of bitstreams: 1 Julio Cezar dos Santos Nascimento.pdf: 1976053 bytes, checksum: 53410347ad1578d486d39f21c31e19aa (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-08T14:47:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Julio Cezar dos Santos Nascimento.pdf: 1976053 bytes, checksum: 53410347ad1578d486d39f21c31e19aa (MD5) Previous issue date: 2011-02-28 / During ripening, vegetable seeds and grain accumulated substantial amount of phytic acid, representing over 60% of total phosphorus in them. Phytate acts as an energy source for seed germination and is rarely available for non-ruminants, since they do not synthesize the enzyme. Due to the unavailability of biological organic phosphorus in many vegetable foods, research has sought alternative sources of phosphorus in order to better use. Incorporated in this context are the phytases, which form a group of enzymes that catalyze reactions gradual dephosphorylation of phytate. For enzyme purification the aqueous two-phase systems (ATPS) have been widely used for protein separation due to its low cost compared to other purification processes. The aim of this study was to evaluate the variables that influence production and purification of phytase by aqueous two-phase systems, as well as the biochemical characteristics of phytase produced by Aspergillus niger var. phoenicis URM 4924. The culture medium for the production of phytase were studied using factorial design and response surface methodology. The best condition for the production of phytase (8.80 U/mL) was found matching 1.25% of rice bran and 3.0% corn steep liquor. The optimum pH was 5.0, and remains at over 80% of residual activity at pH 5.0 to 9.0 for 15 hours. The phytase showed affinity constant of 0.12 mM and maximum velocity of 7.9 ηmol.s-1. The best conditions of extraction in aqueous two-phase systems were obtained with 26% (w/w) PEG 8000 (g/mol), pH 8.0 and 12% (w/w) citrate thus promoting purification factor of 7.58, partition coefficient of 3.62 and yield of 113.4%. The extraction using ATPS PEG/citrate proved to be promising for purification of phytase produced by A. niger var. phoenicis URM 4924 and may be applied in the composition of animal feed non-ruminants. / Durante o amadurecimento, sementes de legumes e cereais acumulam quantidade substancial de ácido fítico, representando mais de 60% do fósforo total dos mesmos. O fitato serve como fonte de energia para a germinação da semente, sendo pouco disponível para animais não-ruminantes, pois esses não sintetizam a fitase. Devido à indisponibilidade biológica do fósforo fítico em diversos alimentos de origem vegetal, as pesquisas têm buscado por fontes alternativas de fósforo, visando um melhor aproveitamento. Inseridas neste contexto estão as fitases, que formam um grupo de enzimas que catalisam reações graduais de defosforilação do fitato. Para a purificação de enzimas os sistemas de duas fases aquosas (SDFA) têm sido amplamente usados para separação de proteínas por conta do seu baixo custo quando comparado a outros processos de purificação. O objetivo deste trabalho foi a avaliação das variáveis que influenciam a produção e purificação da enzima por sistemas de duas fases aquosas, bem como a determinação das características bioquímicas de fitase produzidas por Aspergillus niger var. phoenicis URM 4924. Os meios de cultivo para a produção de fitases foram estudados utilizando planejamento fatorial e metodologia de superfície de resposta. A melhor condição para a produção de fitase (8,80 U/mL) foi encontrada combinando 1,25% de farelo de arroz e 3,0% de milhocina. A fitase apresentou temperatura ótima a 60°C e manteve 38,4% da atividade residual a 90°C por 120 minutos. O pH ótimo foi 5,0, e permaneceu com mais de 80% da atividade residual na faixa de pH 5,0 a 9,0 por 15 horas. A fitase apresentou constante de afinidade de 0,12 μM e velocidade máxima de 7,9 ηmol.s-1. As melhores condições de extração em sistemas de duas fases aquosas foram obtidas com 26% (m/m) de PEG 8000 (g/mol), pH 8,0 e 12% (m/m) de citrato promovendo assim, aumento de pureza de 7,58, coeficiente de partição de 3,62 e recuperação de 113,4%. A extração utilizando SDFA PEG/citrato demonstrou ser promissora para purificação de fitase produzida por A. niger var. phoenicis URM 4924, podendo ser aplicada na composição de rações de animais não-ruminantes.

Submitted by Fabio Sobreira Campos da Costa (fabio.sobreira@ufpe.br) on 2017-05-02T13:54:54Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação_Cacilda Rocha.pdf: 2113838 bytes, checksum: 349b3a96b2897b76b15485e6fd1e6f54 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-02T13:54:54Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 1232 bytes, checksum: 66e71c371cc565284e70f40736c94386 (MD5) Dissertação_Cacilda Rocha.pdf: 2113838 bytes, checksum: 349b3a96b2897b76b15485e6fd1e6f54 (MD5) Previous issue date: 2016-02-29 / CAPES / Macrófitas submersas promovem atributos das comunidades zooplanctônicas mediante estrutura física, transparência da água, habitat, e abrigo de predadores. Enquanto competem por luz e nutrientes, afetando negativamente o crescimento do fitoplâncton atuando nas interações de controle base-topo e promovendo efeito de controle topo-base do zooplâncton. Pouco foi investigado sobre o papel da vegetação submersa nas interações do zooplâncton e fitoplâncton em áreas sobre influência de reservatório no semiárido brasileiro. Nesse sentido, de maneira a identificar principais lacunas e perspectivas para estudos futuros sobre as macrófitas e interações tróficas enfatizando buscas por estudos realizados na América do Sul, realizamos uma análise cienciométrica, e acreditamos que o número de artigos na área exibirá uma tendência crescente ao longo dos anos, onde a América do Sul apresentará participação significativa tanto no número de publicações quanto na cooperação internacional. Além disso, com a finalidade de investigar se nas áreas com pressões pelos usos em reservatório e solo, plantas submersas são afetadas positivamente, e estruturam riqueza e abundância para o zooplâncton, e suas interações afetam negativamente o fitoplâncton durante quatro períodos, coletamos evidências de efeitos de controle base-topo e topo-base de macrófitas sobre o plâncton. Para tanto, comparamos atributos de comunidades e nutrientes dissolvidos em bancos de plantas na zona litorânea e centros correspondendo à pelágica. Para análise Cienciométrica, acessamos publicações usando base de dados internacional entre 1980 a 2015. A coleta do material no campo mediante navegação pelas áreas em distâncias superiores de 3.5km, com coletas simultâneas da cobertura vegetal, comunidades planctônicas e nutrientes nitrogenados e fósforo total dissolvido. Áreas de cobertura das plantas submersas foram estimadas por medição da proporção de presença e ausência de espécies em 24 pontos em transectos paralelos às margens em área superior a 3.5 km. Coletamos 24 amostras do fitoplâncton e de nutrientes. Para o zooplâncton, realizamos amostragem composta da coluna d’água na vertical e horizontal através de arrastos totalizando 48 amostras. A Cienciometria mostrou que o número de pesquisas sobre essas interações tróficas cresceram nos últimos anos na América do Sul, com contribuições do Brasil, Argentina e Uruguai. O conhecimento sobre as interações tróficas em tem norteado abordagens técnicas e pesquisas científicas em países temperados para melhorar a qualidade da água e restaurar lagos e reservatórios eutrofizados, mas a América do Sul avançou pouco. Constamos que o maior volume de artigos indexados tratou sobre a dinâmica e estrutura das assembléias aquáticas, teias e interações tróficas, para as quaias reservatórios e áreas alagadas receberam pouca atenção. Grande número de estudoscontemplam toda comunidade aquática e interações entre macrófitas, fitoplâncton zooplâncton e peixes. Com relação à pesquisa de campo, a macrófitas ocorreram em alta densidade e cobertura vegetal em 12 pontos por baía (60%; 70%) a diferentes profundidades (2m a 6m). Nas baías, fósforo (médias= 0.03 e 0.05 mg/L) e nitrogênio (0.4 e 0.9 mg/L) apresentaram baixas concentrações. A transparência de Secchi foi alta nas duas baías (>3.8). O fitoplâncton teve riqueza de 17 táxons, dos quais Cyanophyta e Bacillariophyta foram mais representativos. Baixas densidades registradas refletiram nos baixos valores clorofilaa (médias= 9 e 12 µg/l). O zooplâncton apresentou alta dissimilaridade na riqueza (97 spp.) dos Rotifera, Cladocera e Copepoda e abundância relativa, com densidades variando significativamente na zona pelágica (24 a 2013 ind./m³) e litorânea (28 a 1260 ind./m³) de ambas as baías. Nesse contexto, confrontando esses resultados com os dados encontrados da vegetação, juntamente com as baixas concentrações de nutrientes dissolvidos, clorofila-a e alta transparência da água (Secchi), há forte indício da ocorrência de interações com controles base-topo e topo-base sobre o fitoplâncton. Nossos dados suportam a hipótese de prováveis efeitos dessas interações estejam contribuindo para a manutenção das condições de transparência da água nas baías, favorecendo baixa riqueza e biomassa algal. Uma vez que o conhecimento sobre as interações tróficas, particularmente as que ocorrem em cascata tem sido desenvolvido com sucesso em na reestruturação e restauração da qualidade da água em diversos países. Esta pesquisa contribui para o conhecimento das interações mediadas pelas macrófitas, sobre o zooplâncton e fitoplâncton em áreas de influência de reservatórios. Contudo, estudos na área das interações tróficas mediadas pelas macrófitas poderão ser direcionados de maneira a atenuar assimetrias internacionais, encorajando o aumento da produtividade científica na América do Sul. Esforços para restaurar as baías no entorno do reservatório no Brasil poderão ser despendidos usando técnicas combinadas para aumentar a qualidade da água e incrementar atributos das comunidades aquáticas. / Submerged macrophytes promote attributes of planktonic communities by physical structure, water transparency, habitat, and shelter from predators. As they compete for light and nutrients, affecting negatively the phytoplankton growing, mediated bottom-up and topdown control interactions of zooplankton. Little has been investigated on the role of submerged vegetation in the interactions of zooplankton and phytoplankton in areas of reservoir influence in the Brazilian semiarid region. In order to identify major gaps and perspectives for future studies of macrophytes and trophic interactions, emphasizing searches for studies in South America, we conducted a scientometric analysis. We believe that the number of articles in the area show an increasing tendency to over the years, where South America will present significant participation in both the number of publications and in international cooperation. In order to investigate the impact of land use areas surrounding reservoir in submerged plants on planktonic communities, during four periods, we collect evidence of bottom-up and top-down controls of macrophyte on plankton. Our hypothesis is that the macrophytes are affected positively in that areas, and at the same time, can provide structure for richness and abundance to zooplankton and their interactions affect phytoplankton negatively. In the field we compare attributes of communities and dissolved nutrients in plant beds in the littoral and pelagic zones. For scientometrical analysis, we access publications using international database from 1980 to 2015. In the field, the samples were collected by boat, where greater distances with simultaneous sampling of vegetation, plankton communities and nitrogenous nutrients and total phosphorus dissolved. The submerged plant coverage areas were estimated by reducing the proportion of presence and absence of species in 24 points in parallel transects an area greater than 3.5 km. We collected 24 samples of phytoplankton and nutrients. For zooplankton, carry out sample composed of the water column vertically and horizontally, through hauls totaling 48 samples. The scientometrical analysis results showed that the number of trophic interactions researches grown in recent years in South America, with contributions from Brazil, Argentina and Uruguay. We found that the highest volume of indexed articles deals with the dynamics and structure of aquatic assemblages, webs and trophic interactions. Reservoirs and wetlands have received little attention. The large number of studies includes all aquatic community and interactions between macrophytes, phytoplankton, zooplankton and fish. Macrophytes occurred in high density and vegetation cover at 12 points per bay (60%; 70%) at different depths (2m to 6m). In the bays, phosphorus (mean = 0.03 and 0.05 mg / L) and nitrogen (0.4 and 0.9 mg / L) had lower concentrations. We found high Secchi transparency (>3.8) for both bays. The phytoplankton richness was 17 taxa, of which Cyanophyta Bacillariophyta were most representative. Low densities recorded reflected in lower values Chlorophyll-a (mean = 9.12 µg/l). Zooplankton showed high dissimilarity in the richness (97 spp.) of rotifers, Cladocera and Copepoda, with relative abundance. Densities varying significantly in the pelagic (24-2013 ind./m³) and littoral zones (28-1260 ind./m³) of both the bays. In this context, comparing these results with data from the vegetation, along with low concentrations of dissolved nutrients, chlorophyll-a and high water transparency, there is strong evidence of the occurrence of macrophytes and zooplankton interactions with bottomup and top-down controls on phytoplankton. Our data support the hypothesis that probably, effects of these interactions are contributing to the maintenance of conditions of water transparency, favoring low richness and algal biomass. The knowledge of trophic interactions, particularly which occur in cascades, has been successfully developed in the restructuring and restoration of water quality in several countries. This research brings to contributes to the knowledge of macrophytes, zooplankton and phytoplankton interactions in areas influenced by reservoirs. However, studies in the area of trophic interactions mediated by macrophytes may be directed in order to mitigate international asymmetries by encouraging increased scientific productivity in South America. Efforts to restore the bays around the reservoir in Brazil may be spent using combined techniques to increase the quality water and increase attributes of aquatic communities.