Made available in DSpace on 2018-08-02T00:01:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 tese_8798_Francisco Raphael Bacellar.pdf: 1756858 bytes, checksum: 916362dc26d2c4402af0f744023e8fbe (MD5) Previous issue date: 2016-11-25 / A automação dos métodos de elevação artificial tem grande potencial para aumentar a eficiência da operação dos poços de petróleo. Neste contexto, este trabalho apresenta uma proposta de controle automático e monitoramento operacional aplicada ao Bombeio Centrifugo Submerso em um Módulo de Bombeio, que é parte integrante de um sistema de produção Offshore. A proposta envolve a implementação de controladores PID, em uma estrutura comutada, composta por malhas de controle do diferencial de pressão fornecido pela bomba e da pressão de admissão, e de uma camada de monitoramento do desempenho do sistema de controle. Os controladores têm como objetivo a) controlar o ponto de operação da BCS e, b) evitar a ocorrência de instabilidades operacionais provocadas pelas altas frações de gás livre (FGL) em sua admissão. Este trabalho envolveu três etapas principais: 1) projeto e implementação dos controladores PID em simulador transiente unidimensional de escoamento de fluidos (OLGA) a partir do modelo de um poço marítimo; 2) simulação de dados associados a ocorrência de falhas no processo em malha fechada, relacionadas a mudanças nas condições dos equipamentos submarinos e nas propriedades dos fluidos, de reservatório e da planta; e 3) tratamento e análise dos dados em Matlab a partir da aplicação de técnicas de detecção e diagnóstico de falhas baseadas em análise de componentes principais (PCA) e estatísticas T2 e Q (Hottelings). Os resultados mostram que a aplicação da teoria de controle clássico contribui para a automação do método BCS ao promover o controle do ponto de operação da bomba em eventos de aceleração/desaceleração e o funcionamento ininterrupto do sistema de elevação em condições que levariam a altas FGL na bomba. Adicionalmente, a camada de monitoramento é fundamental para detectar e diagnosticar falhas no processo, indicando ao operador as situações que demandam sintonia dos controladores e ajuste de setpoints de modo a manter o desempenho para o qual foram projetados. Palavras-chave: Bombeio Centrifugo Submerso. Módulo de Bombeio. Controle Automático. Monitoramento de Processos. Detecção de Falhas. Diagnóstico de Falhas.

Tese de doutoramento. Engenharia Civil. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2007

Submitted by GISELE FERNANDA ALVES DA SILVA null (giferalves@hotmail.com) on 2018-01-10T17:26:28Z No. of bitstreams: 1 MESTRADO DISSERTACAO Gisele Fernanda Alves da Silva.pdf: 2130722 bytes, checksum: 912b62510cfa3114cbd4a44325ccec9d (MD5) / Approved for entry into archive by Elza Mitiko Sato null (elzasato@ibilce.unesp.br) on 2018-01-11T17:30:59Z (GMT) No. of bitstreams: 1 silva_gfa_me_sjrp.pdf: 2130722 bytes, checksum: 912b62510cfa3114cbd4a44325ccec9d (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-11T17:30:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 silva_gfa_me_sjrp.pdf: 2130722 bytes, checksum: 912b62510cfa3114cbd4a44325ccec9d (MD5) Previous issue date: 2017-12-01 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Fungos filamentosos secretam grande quantidade de proteínas e outros produtos metabólicos para o meio de crescimento. As substâncias secretadas dependem não só das características metabólicas do microrganismo, como também da composição nutricional do meio de cultivo, particularmente dos macroelementos. Sendo assim, o objetivo do presente trabalho foi avaliar a influência dos macronutrientes, carbono e nitrogênio, no crescimento e secreção de amilases, CMCase e xilanase do fungo Myceliophthora thermophila I-1D3b, em cultivo submerso. Atuando como fonte de carbono, foram escolhidos amido solúvel, carboximetilcelulose, papel de filtro e glicose e como fonte de nitrogênio sulfato de amônio, peptona e extrato de levedura. O crescimento fúngico foi determinado pela quantificação de biomassa micelial. Foram realizados ensaios de cinética de crescimento microbiano e de secreção das enzimas mencionadas, alternando-se e associando-se as fontes de carbono e nitrogênio, procurando estabelecer uma correlação entre a disponibilidade de fontes simples e complexas de carbono e de fonte orgânicas e inorgânicas de nitrogênio, na síntese de biomassa e secreção de enzimas amilase, CMCase e xinalase. Realizou-se ensaios variando a fonte de nitrogênio, peptona, sulfato de amônia e extrato de levedura em concentração fixa de glicose. Determinou-se a concentração de nitrogênio presente nos substratos utilizados como fonte de nitrogênio e calculou-se a massa de substrato necessário para oferecer as respectivas concentrações de nitrogênio, 10 e 13%. Também foram realizados experimentos variando as fontes de carbono em amido solúvel, Carboximetilcelulose e papel de filtro, em diferentes concentrações (2,5; 5,0; 7,5 e 10,0 g.L-1). Esse mesmo experimento foi realizado variando as fontes de carbono combinados à glicose. Foram obtidos como resultados maiores valores de biomassa em presença de fonte orgânica de nitrogênio, enquanto maiores atividades enzimáticas foram obtidas em cultivo constituído de fontes orgânicas e inorgânicas na proporção 2:1, respectivamente. Quando avaliada a influência das fontes de nitrogênio, peptona e extrato de levedura, ambas avaliadas em função da concentração de 10% e 13% de nitrogênio, não foram observadas diferenças significativas na composição de biomassa micelial ao fim de 120h de cultivo. Identificou-se influência da concentração de nitrogênio na atividade de CMCase, sendo que as melhores atividades obtidas ocorreram para a concentração de 13% de peptona e extrato de levedura. No entanto, não foi possível identificar a influência da concentração de nitrogênio na atividade de xilanase e amilase. No estudo das fontes de carbono, mostrou-se como melhor fonte de carbono na obtenção de biomassa fúngica o amido solúvel. Maiores atividades enzimáticas foram obtidas em presença de seus indutores: CMCase foram obtidas em cultivo constituído de carboximetilcelulose, e amilase em cultivo com amido solúvel. Quando as fontes de carbono foram combinadas à glicose, observou-se redução nas atividades das enzimas analisadas. Nesse trabalho, observou-se que cada fonte de carbono proporcionaram efeitos diferentes sobre crescimento microbiano e atividades enzimáticas, dada as características distintas de sua composição química e estrutural. / Filamentous fungi secrete large amounts of proteins and other metabolic products into the growth medium. The secret substances depend not only on the metabolic characteristics of the microorganism but also on the nutritional composition of the culture medium, particularly the macroelements. Therefore, the objective of the present work was to evaluate the influence of macronutrients, carbon and nitrogen on the growth and secretion of amylases, CMCase and xylanase of fungus Myceliophthora thermophila I-1D3b, in submerged culture. Acting as a carbon source, soluble starch, carboxymethylcellulose, filter paper and glucose and as source of nitrogen ammonium sulfate, peptone and yeast extract were chosen. Fungal growth was determined by the quantification of mycelial biomass. Microbial growth and secretion kinetics assays were performed alternating and associating as carbon and nitrogen sources, trying to establish a correlation between the availability of simple and complex sources of carbon and of organic and inorganic sources of nitrogen, in the synthesis of biomass and secretion of amylase enzymes, CMCase and xinalase. Tests were performed by varying the source of nitrogen, peptone, ammonium sulfate and yeast extract at fixed glucose concentration. The concentration of nitrogen present in the substrates used as nitrogen source was determined and the substrate mass required to provide as 10 and 13% nitrogen solutions was calculated. Experiments were also carried out, varying as carbon sources in soluble starch, Carboxymethylcellulose and filter paper, in different concentrations (2.5, 5.0, 7.5 and 10.0 gL-1). sources of carbon combined with glucose. As results obtained higher biomass values in the presence of organic nitrogen source, while higher enzymatic activities were obtained in organic and inorganic sources in the 2: 1 ratio, respectively. When evaluated by an influence of nitrogen sources, peptone and yeast extract, both evaluated as a function of 10% and 13% nitrogen concentration, were not significantly observed in the composition of mycelial biomass after 120 h of culture. The influence of nitrogen concentration on CMCase activity was identified, with the best activities obtained for a concentration of 13% of peptone and yeast extract. However, it was not possible to identify an influence of the nitrogen concentration on xylanase and amylase activity. In the study of carbon sources, the soluble starch was shown to be the best source of carbon in the production of fungal biomass. Higher enzymatic activities were obtained in the presence of its inducers, CMCase were obtained in culture consisting of carboxymethylcellulose and amylase in culture with soluble starch. As carbon sources were combined with glucose, it observed a reduction in the activities of the enzymes analyzed. In this work it was observed that each carbon source had different effects for microbial growth and enzymatic activities, given as distinct characteristics of its chemical and structural composition.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2008. / Submitted by Natália Cristina Ramos dos Santos (nataliaguilera3@hotmail.com) on 2009-09-09T15:46:33Z No. of bitstreams: 1 2008_EberHuancaCayo.pdf: 4474997 bytes, checksum: 7357b95a5c56a9798edcad92612f037f (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2009-10-05T15:22:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2008_EberHuancaCayo.pdf: 4474997 bytes, checksum: 7357b95a5c56a9798edcad92612f037f (MD5) / Made available in DSpace on 2009-10-05T15:22:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2008_EberHuancaCayo.pdf: 4474997 bytes, checksum: 7357b95a5c56a9798edcad92612f037f (MD5) Previous issue date: 2008-09 / Este trabalho apresenta um sistema de monitoramento, detecção e localização de defeitos na solda a partir do sensoriamento da acústica do arco elétrico do processo GMAW-S. O desenvolvimento implicou na abordagem de diferentes tecnologias, tais como: processo GMAW; avaliação de qualidade da solda; isolamento e direcionamento acústico; aquisição de sinais de tensão do arco, corrente de soldagem e pressão acústica do arco elétrico do processo; pré-processamento; filtragem convencional e estocástica de sinais; análise da estabilidade do processo; estabelecimento de parâmetros elétricos e acústicos de estabilidade do processo e algoritmos de detecção e localização de defeitos. Também foram desenvolvidos equipamentos, como sistemas de deslocamento de corpos de prova, direcionador e concentrador de sinais acústicos, dispositivo para a aquisição de sinais do processo, programa para a análise dos sinais do processo (tensão, corrente e som). A metodologia deste trabalho consistiu em obter um conjunto ótimo de parâmetros de soldagem visando gerar a maior estabilidade do processo. Foram feitas soldas repetitivas ajustando a fonte de energia com o conjunto de parâmetros obtidos. Na execução das soldas se adquiriu sinais elétricos e acústicos do arco elétrico. Avaliou-se a qualidade da solda baseada na continuidade da estabilidade dos parâmetros estatísticos dos sinais elétricos e acústicos. Seguido isso, foram feitas soldas simulando três tipos de defeitos: variação do stand off, presença de graxa na trajetória da solda e ausência de gás de proteção. Nessas soldas determinaram-se e quantificaram-se as variações dos parâmetros estatísticos acústicos de estabilidade e que finalmente foram montadas no algoritmo de detecção e localização de defeitos. Para a validação da metodologia, foram feitas soldas sem defeitos e soldas simulando os três defeitos apresentados. Nessas soldas adquiriu-se apenas o sinal de pressão acústica do arco elétrico. Demonstra-se que a partir da pressão acústica gerada pelo arco elétrico do processo de soldagem é possível monitorar, detectar e localizar defeitos sobre a solda. _________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / This work presents a monitoring, detection and localization system of welding defects by acoustic sensing of the electric arc of GMAW-S process. The development implicated on the approach of different technologies such as: GMAW process; weld quality evaluation; isolation and acoustic orientation; electrical arc data acquisition, such as voltage, current and acoustic pressure; pre-processing; signal filtering, stability analysis of the GMAW process; establishment of electric and acoustic parameters to welding process stability and algorithms for detection and localization of defects. Equipments were also developed, such as a plate displacement system, a concentrator of acoustic signs, data acquisition hardware, software for the process signals analysis (voltage, current and sound). The methodology of this work consisted on obtaining an optimal amount of weld parameters to guarantee process stability. Some experiments were done in order to adjust the weld source with the optimal parameters. During the experiments, the acoustic and electrical signals of the electrical arc were acquired. The weld quality was evaluated based on the electric and acoustic statistical parameters stability. Then, some defects were simulated: the stand off variation, grease insertion and shielding gas flow extinction. In those experiments the variations of the acoustic statistical parameters stability were determined and quantified and finally were analyzed by the weld defects detection and localization algorithm. To validate the methodology, were made welds with and without defects for later comparison. In these experiments the only signal acquired was the acoustic pressure of the electric arc. It is demonstrated that by the acoustic pressure generated by the electric arc it is possible to monitor, detect and localize weld defects.

A Transglutaminase (TGase; proteína-glutamina γ-glutamil-transferase; EC 2.3.2.13) é uma enzima que catalisa reações de acil-transferência introduzindo ligações cruzadas entre cadeias protéicas. Em função de suas características, as TGases microbianas têm ampla e crescente aplicação na indústria alimentícia e em outras áreas. Portanto, o objetivo desse trabalho foi aumentar o conhecimento existente sobre a produção e as aplicações dessas enzimas. A composição do meio de cultura para a produção da enzima em cultivo submerso (CSm) pelo Bacillus circulans BL32, um isolado Amazônico, foi otimizada através de uma estratégia em três etapas. A otimização do meio resultou numa atividade de TGase que é 60 % maior que a máxima obtida utilizando um meio de cultura previamente citado na literatura para a produção dessa enzima, além da redução dos custos dos constituintes do mesmo. Metodologias de planejamento experimental foram utilizadas para otimizar a temperatura de incubação e o pH do meio de cultura. As melhores condições de cultivo para a produção da TGase pelo B. circulans BL32 para a produção da enzima em CSm foram 30 °C e pH 8.5, sendo que a máxima produção foi obtida no final da fase estacionária de multiplicação. Os efeitos da agitação e aeração sobre a produção de TGase e esporulação do B. circulans BL32 em sistema de CSm também foram estudados. Os resultados demonstraram que as condições ótimas de processo para a formação de biomassa e esporulação são diferentes. Portanto, foi adotada uma estratégia de controle da taxa de aeração em dois estágios, com formação de biomassa, no primeiro estágio, nas condições ótimas de crescimento seguido por um segundo estágio sob as condições de esporulação. Também estudou-se a produção de TGase pelo B. circulans BL32 em cultivo no estado sólido (CES). Vários resíduos agroindustriais foram usados como substrato para crescimento do microrganismo e produção da enzima. As melhores condições de cultivo foram 0,6 L/min de ar, 33 °C e 10 log 10 UFC/g de substrato para a concentração celular do inóculo, em resíduo fibroso de soja como substrato. A determinação das condições de extração para a efetiva recuperação da TGase produzida em CES foi realizada através do emprego de ferramentas de planejamento experimental. A melhor condição de extração da enzima foi quando utilizou-se água a 7 ºC como solvente, por 5 minutos, 250 rpm e uma relação de sólidos/líquidos de 1:6. Caseína, proteína isolada de soja e proteína hidrolisada de carne foram tratadas com essa TGase microbiana. A redução do número de grupos aminos livres após o tratamento com a enzima, principalmente, na caseína, demonstrou a formação de ligações cruzadas catalisadas por essa TGase. As propriedades emulsificantes dessas proteínas foram melhoradas após o tratamento com a TGase do B. circulans BL32. Além disso, a fim de investigar o mecanismo de inativação térmica, incubou-se a enzima por diferentes períodos de tempo em temperaturas entre 30 e 70 °C. As cinéticas de termoinativação desta TGase seguiram o modelo de Lumry-Eyring e a enzima mostrou-se estável até 50 °C, sendo que após 12 h nessa temperatura a mesma ainda mantém 50 % da sua atividade enzimática. Os resultados sugerem que esta TGase microbiana apresenta um grande potencial de uso em aplicações alimentícias e não alimentícias. / Transglutaminase (TGase; protein-glutamine γ-glutamyltransferase; EC 2.3.2.13) is an enzyme capable of catalyzing acyl transfer reactions by introducing covalent cross-links between proteins. Microbial TGases have found widespread and growing applications in the food and non-food industry. In this work, an effort has been made in order to increase available knowledge about microbial TGases. Medium composition for TGase production on submerged cultivations by Bacillus circulans BL32, a recently isolated strain from the Amazon basin, was optimized using a stepwise strategy. The optimization of the medium resulted not only in a 60 % higher TGase activity than the obtained in a media previously cited in the literature but also in a reduction of constituents costs. Statistical experimental methods also were used to optimize the temperature and pH parameters. The best culture conditions for TGase production by B. circulans BL32 were 30 °C, pH 8.5 and the highest production was obtained in late-stationary culture phase. And besides, the effects of agitation and aeration on TGase production and cell sporulation on submerged cultivations were studied. The results demonstrated that the optimal process conditions are different for biomass and spore production. It was adopted a two-stage aeration rate control strategy with biomass production under the growth conditions in the first stage followed by the second stage under the conditions for sporulation. The present work also dealt with the TGase production in solid state cultivations. Several agro-industrial residues were used as substrates for microbial growth and enzyme production. The best culture conditions were determined as being 0.6 L air min-1, 33 °C and 10 log 10 CFU g-1 of dried substrate to the inoculum cell concentration, on industrial fibrous soy residue as substrate. The optimization of downstream processing parameters for the effective enzyme recovery of the cultivated solids was carried out. The optimal conditions for the extraction were: water as solvent at 7 ºC; 5 min of extraction time; agitation speed of 250 rpm; and 1:6 solid:liquid ratio. Casein, soy protein isolated, and hydrolysed animal protein were treated with this microbial TGase. The decrease in the amount of free amino groups after TGase treatment, mainly in the casein, demonstrated the cross-linking catalyzed by this enzyme. The emulsifying properties of these proteins were improved after treatment with B. circulans BL32 TGase. Furthermore, in order to investigate the mechanism of thermal inactivation, the enzyme was incubated at temperatures ranging from 30 to 70 °C. The thermoinactivation kinetics of this microbial TGase followed a Lumry-Eyring model. The enzyme presented good stability until 50 °C. About 50 % of the activity still remained after heating for 12 h in this temperature. Results presented in this work suggest that this microbial TGase exhibit some interesting properties for food and non-food industrial applications.

A Transglutaminase (TGase; proteína-glutamina γ-glutamil-transferase; EC 2.3.2.13) é uma enzima que catalisa reações de acil-transferência introduzindo ligações cruzadas entre cadeias protéicas. Em função de suas características, as TGases microbianas têm ampla e crescente aplicação na indústria alimentícia e em outras áreas. Portanto, o objetivo desse trabalho foi aumentar o conhecimento existente sobre a produção e as aplicações dessas enzimas. A composição do meio de cultura para a produção da enzima em cultivo submerso (CSm) pelo Bacillus circulans BL32, um isolado Amazônico, foi otimizada através de uma estratégia em três etapas. A otimização do meio resultou numa atividade de TGase que é 60 % maior que a máxima obtida utilizando um meio de cultura previamente citado na literatura para a produção dessa enzima, além da redução dos custos dos constituintes do mesmo. Metodologias de planejamento experimental foram utilizadas para otimizar a temperatura de incubação e o pH do meio de cultura. As melhores condições de cultivo para a produção da TGase pelo B. circulans BL32 para a produção da enzima em CSm foram 30 °C e pH 8.5, sendo que a máxima produção foi obtida no final da fase estacionária de multiplicação. Os efeitos da agitação e aeração sobre a produção de TGase e esporulação do B. circulans BL32 em sistema de CSm também foram estudados. Os resultados demonstraram que as condições ótimas de processo para a formação de biomassa e esporulação são diferentes. Portanto, foi adotada uma estratégia de controle da taxa de aeração em dois estágios, com formação de biomassa, no primeiro estágio, nas condições ótimas de crescimento seguido por um segundo estágio sob as condições de esporulação. Também estudou-se a produção de TGase pelo B. circulans BL32 em cultivo no estado sólido (CES). Vários resíduos agroindustriais foram usados como substrato para crescimento do microrganismo e produção da enzima. As melhores condições de cultivo foram 0,6 L/min de ar, 33 °C e 10 log 10 UFC/g de substrato para a concentração celular do inóculo, em resíduo fibroso de soja como substrato. A determinação das condições de extração para a efetiva recuperação da TGase produzida em CES foi realizada através do emprego de ferramentas de planejamento experimental. A melhor condição de extração da enzima foi quando utilizou-se água a 7 ºC como solvente, por 5 minutos, 250 rpm e uma relação de sólidos/líquidos de 1:6. Caseína, proteína isolada de soja e proteína hidrolisada de carne foram tratadas com essa TGase microbiana. A redução do número de grupos aminos livres após o tratamento com a enzima, principalmente, na caseína, demonstrou a formação de ligações cruzadas catalisadas por essa TGase. As propriedades emulsificantes dessas proteínas foram melhoradas após o tratamento com a TGase do B. circulans BL32. Além disso, a fim de investigar o mecanismo de inativação térmica, incubou-se a enzima por diferentes períodos de tempo em temperaturas entre 30 e 70 °C. As cinéticas de termoinativação desta TGase seguiram o modelo de Lumry-Eyring e a enzima mostrou-se estável até 50 °C, sendo que após 12 h nessa temperatura a mesma ainda mantém 50 % da sua atividade enzimática. Os resultados sugerem que esta TGase microbiana apresenta um grande potencial de uso em aplicações alimentícias e não alimentícias. / Transglutaminase (TGase; protein-glutamine γ-glutamyltransferase; EC 2.3.2.13) is an enzyme capable of catalyzing acyl transfer reactions by introducing covalent cross-links between proteins. Microbial TGases have found widespread and growing applications in the food and non-food industry. In this work, an effort has been made in order to increase available knowledge about microbial TGases. Medium composition for TGase production on submerged cultivations by Bacillus circulans BL32, a recently isolated strain from the Amazon basin, was optimized using a stepwise strategy. The optimization of the medium resulted not only in a 60 % higher TGase activity than the obtained in a media previously cited in the literature but also in a reduction of constituents costs. Statistical experimental methods also were used to optimize the temperature and pH parameters. The best culture conditions for TGase production by B. circulans BL32 were 30 °C, pH 8.5 and the highest production was obtained in late-stationary culture phase. And besides, the effects of agitation and aeration on TGase production and cell sporulation on submerged cultivations were studied. The results demonstrated that the optimal process conditions are different for biomass and spore production. It was adopted a two-stage aeration rate control strategy with biomass production under the growth conditions in the first stage followed by the second stage under the conditions for sporulation. The present work also dealt with the TGase production in solid state cultivations. Several agro-industrial residues were used as substrates for microbial growth and enzyme production. The best culture conditions were determined as being 0.6 L air min-1, 33 °C and 10 log 10 CFU g-1 of dried substrate to the inoculum cell concentration, on industrial fibrous soy residue as substrate. The optimization of downstream processing parameters for the effective enzyme recovery of the cultivated solids was carried out. The optimal conditions for the extraction were: water as solvent at 7 ºC; 5 min of extraction time; agitation speed of 250 rpm; and 1:6 solid:liquid ratio. Casein, soy protein isolated, and hydrolysed animal protein were treated with this microbial TGase. The decrease in the amount of free amino groups after TGase treatment, mainly in the casein, demonstrated the cross-linking catalyzed by this enzyme. The emulsifying properties of these proteins were improved after treatment with B. circulans BL32 TGase. Furthermore, in order to investigate the mechanism of thermal inactivation, the enzyme was incubated at temperatures ranging from 30 to 70 °C. The thermoinactivation kinetics of this microbial TGase followed a Lumry-Eyring model. The enzyme presented good stability until 50 °C. About 50 % of the activity still remained after heating for 12 h in this temperature. Results presented in this work suggest that this microbial TGase exhibit some interesting properties for food and non-food industrial applications.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2013. / Submitted by Albânia Cézar de Melo (albania@bce.unb.br) on 2014-01-29T11:48:48Z No. of bitstreams: 1 2013_LissyYojanaHurtadoMeneses.pdf: 4186055 bytes, checksum: 15a188905f0b7aed4b12cf678924755d (MD5) / Approved for entry into archive by Guimaraes Jacqueline(jacqueline.guimaraes@bce.unb.br) on 2014-02-05T12:35:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2013_LissyYojanaHurtadoMeneses.pdf: 4186055 bytes, checksum: 15a188905f0b7aed4b12cf678924755d (MD5) / Made available in DSpace on 2014-02-05T12:35:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2013_LissyYojanaHurtadoMeneses.pdf: 4186055 bytes, checksum: 15a188905f0b7aed4b12cf678924755d (MD5) / A procura por processos de soldagem versáteis e de alta produtividade é uma necessidade contínua, em especial na união de dutos que representam o cerne no escoamento dos mais diferentes fluidos na área de petróleo e gás. A soldagem orbital refere-se ao processo de união de dutos e tubulações. A soldagem fora da posição plana e a própria geometria da peça de trabalho tornam o processo complicado, devido à variação contínua da posição de soldagem, o que constitui uma constante mudança no comportamento das forças que atuam sobre a gota de metal fundido e altera a dinâmica da transferência de metal. Este evento faz com que a solda apresente problemas de qualidade, pelo escoamento da poça de fusão e a instabilidade na transferência metálica. O presente trabalho propõe o desenvolvimento e implementação de um modelo híbrido que representa o processo GMAW na soldagem orbital, construído sob a aplicação de um tratamento físico e matemático específico para a modelagem dos períodos de formação, crescimento e transferência da gota, que compõem o modo de transferência por curto circuito, a fim de compreender os fenômenos físicos e dinâmicos envolvidos no processo. As respostas obtidas pelo modelo foram complementadas com o estudo da estabilidade da transferência de metal em experimentos reais, para ter uma visão global que combine o conhecimento obtido pela análise de experiências reais conduzidas, com os resultados gerados por ferramentas computacionais. Após a análise das respostas obtidas, os procedimentos desenvolvidos nesta pesquisa foram expostos a uma regra de regulação de parâmetros, para mitigar os efeitos da variação da posição de soldagem e melhorar a estabilidade da transferência metálica. Os resultados apresentados foram satisfatórios e se refletem na melhoria da aparência e qualidade do cordão de solda. Destaca-se que o modelo pode ser utilizado para o estudo do controle da transferência de metal, bem como para o estudo da escolha de parâmetros adequados para soldagem, com o objetivo de alcançar um elevado nível de qualidade da junta soldada em diferentes condições. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / Demand for welding versatile processes and high productivity is an ongoing need, particularly in the union of ducts that represent the core in the flow of the different fluids in in the field of oil and gas. The orbital welding refers to the process of union of ducts and pipes. The welding outside the plane position and the own geometry of the work piece make the process complicated, due to the continuously variation in the welding position, which is a constant change in the behavior of the forces acting on the molten metal droplet, and changes the dynamics of metal transfer. This event causes the solder present quality problems by runoff of the molten pool and the instability in metal transfer. This paper proposes the development and implementation of a hybrid model that represents the GMAW process in the orbital welding, built under the application of specific physical and mathematical treatment for the modeling of periods of formation, growth and transfer of the drop, which compose mode transfer by short circuit, in order to understand the physical and dynamical phenomena involved. The responses obtained by the model were complemented with the study of stability of metal transfer in real experiments, to have a global vision that combines the knowledge gained by analyzing real experiments with the results generated by computational tools. After the analysis of responses, the procedures developed in this study were exposed to a regulation rule of parameters, in order to mitigate the effects of the variation of welding position and improve the stability of metal transfer. The results were satisfactory and were reflected in the improvement of the appearance and quality of the weld. It is noteworthy that the model can be used to study the control of metal transfer, as well as to study the choice of appropriate parameters for welding, in order to achieve a high level of quality of the welded joint in different conditions.

A Transglutaminase (TGase; proteína-glutamina γ-glutamil-transferase; EC 2.3.2.13) é uma enzima que catalisa reações de acil-transferência introduzindo ligações cruzadas entre cadeias protéicas. Em função de suas características, as TGases microbianas têm ampla e crescente aplicação na indústria alimentícia e em outras áreas. Portanto, o objetivo desse trabalho foi aumentar o conhecimento existente sobre a produção e as aplicações dessas enzimas. A composição do meio de cultura para a produção da enzima em cultivo submerso (CSm) pelo Bacillus circulans BL32, um isolado Amazônico, foi otimizada através de uma estratégia em três etapas. A otimização do meio resultou numa atividade de TGase que é 60 % maior que a máxima obtida utilizando um meio de cultura previamente citado na literatura para a produção dessa enzima, além da redução dos custos dos constituintes do mesmo. Metodologias de planejamento experimental foram utilizadas para otimizar a temperatura de incubação e o pH do meio de cultura. As melhores condições de cultivo para a produção da TGase pelo B. circulans BL32 para a produção da enzima em CSm foram 30 °C e pH 8.5, sendo que a máxima produção foi obtida no final da fase estacionária de multiplicação. Os efeitos da agitação e aeração sobre a produção de TGase e esporulação do B. circulans BL32 em sistema de CSm também foram estudados. Os resultados demonstraram que as condições ótimas de processo para a formação de biomassa e esporulação são diferentes. Portanto, foi adotada uma estratégia de controle da taxa de aeração em dois estágios, com formação de biomassa, no primeiro estágio, nas condições ótimas de crescimento seguido por um segundo estágio sob as condições de esporulação. Também estudou-se a produção de TGase pelo B. circulans BL32 em cultivo no estado sólido (CES). Vários resíduos agroindustriais foram usados como substrato para crescimento do microrganismo e produção da enzima. As melhores condições de cultivo foram 0,6 L/min de ar, 33 °C e 10 log 10 UFC/g de substrato para a concentração celular do inóculo, em resíduo fibroso de soja como substrato. A determinação das condições de extração para a efetiva recuperação da TGase produzida em CES foi realizada através do emprego de ferramentas de planejamento experimental. A melhor condição de extração da enzima foi quando utilizou-se água a 7 ºC como solvente, por 5 minutos, 250 rpm e uma relação de sólidos/líquidos de 1:6. Caseína, proteína isolada de soja e proteína hidrolisada de carne foram tratadas com essa TGase microbiana. A redução do número de grupos aminos livres após o tratamento com a enzima, principalmente, na caseína, demonstrou a formação de ligações cruzadas catalisadas por essa TGase. As propriedades emulsificantes dessas proteínas foram melhoradas após o tratamento com a TGase do B. circulans BL32. Além disso, a fim de investigar o mecanismo de inativação térmica, incubou-se a enzima por diferentes períodos de tempo em temperaturas entre 30 e 70 °C. As cinéticas de termoinativação desta TGase seguiram o modelo de Lumry-Eyring e a enzima mostrou-se estável até 50 °C, sendo que após 12 h nessa temperatura a mesma ainda mantém 50 % da sua atividade enzimática. Os resultados sugerem que esta TGase microbiana apresenta um grande potencial de uso em aplicações alimentícias e não alimentícias. / Transglutaminase (TGase; protein-glutamine γ-glutamyltransferase; EC 2.3.2.13) is an enzyme capable of catalyzing acyl transfer reactions by introducing covalent cross-links between proteins. Microbial TGases have found widespread and growing applications in the food and non-food industry. In this work, an effort has been made in order to increase available knowledge about microbial TGases. Medium composition for TGase production on submerged cultivations by Bacillus circulans BL32, a recently isolated strain from the Amazon basin, was optimized using a stepwise strategy. The optimization of the medium resulted not only in a 60 % higher TGase activity than the obtained in a media previously cited in the literature but also in a reduction of constituents costs. Statistical experimental methods also were used to optimize the temperature and pH parameters. The best culture conditions for TGase production by B. circulans BL32 were 30 °C, pH 8.5 and the highest production was obtained in late-stationary culture phase. And besides, the effects of agitation and aeration on TGase production and cell sporulation on submerged cultivations were studied. The results demonstrated that the optimal process conditions are different for biomass and spore production. It was adopted a two-stage aeration rate control strategy with biomass production under the growth conditions in the first stage followed by the second stage under the conditions for sporulation. The present work also dealt with the TGase production in solid state cultivations. Several agro-industrial residues were used as substrates for microbial growth and enzyme production. The best culture conditions were determined as being 0.6 L air min-1, 33 °C and 10 log 10 CFU g-1 of dried substrate to the inoculum cell concentration, on industrial fibrous soy residue as substrate. The optimization of downstream processing parameters for the effective enzyme recovery of the cultivated solids was carried out. The optimal conditions for the extraction were: water as solvent at 7 ºC; 5 min of extraction time; agitation speed of 250 rpm; and 1:6 solid:liquid ratio. Casein, soy protein isolated, and hydrolysed animal protein were treated with this microbial TGase. The decrease in the amount of free amino groups after TGase treatment, mainly in the casein, demonstrated the cross-linking catalyzed by this enzyme. The emulsifying properties of these proteins were improved after treatment with B. circulans BL32 TGase. Furthermore, in order to investigate the mechanism of thermal inactivation, the enzyme was incubated at temperatures ranging from 30 to 70 °C. The thermoinactivation kinetics of this microbial TGase followed a Lumry-Eyring model. The enzyme presented good stability until 50 °C. About 50 % of the activity still remained after heating for 12 h in this temperature. Results presented in this work suggest that this microbial TGase exhibit some interesting properties for food and non-food industrial applications.

Realizou-se uma investigação sobre o comportamento das propriedades mecânicas de tração e de fluência em temperaturas elevadas de depósitos de solda inoxidáveis dos tipos 316L e 347 obtidos pelo processo de soldagem a arco submerso usando chapa base de aço inoxidável AISI-316L. A análise dos parâmetros de resistência mecânica à tração , tanto na temperatura ambiente como a 500, 600 e 700°C, revelou valores superiores para o limite convencional de escoamento aos valores convencionais mencionados para aços inoxidáveis AISI-316L e 347 , e valores similares para o limite de resistência à tração . A caracterização dos parâmetros de ductilidade também revelou valores superiores para a redução de área na fratura e valores inferiores para a deformação total no alongamento. A avaliação das propriedades mecânicas de fluência foi realizada no intervalo de temperatura entre 600 e 700°C e faixas de tensão aplicada variando entre 100 e 400 MPa, na modalidade de carga constante. Foram obtidas relações entre tensão aplicada, tempo de ruptura e taxa mínima de deformação no estágio secundário de fluência, utilizando expressões convencionais aplicadas à engenharia de altas temperaturas. Análise dos resulta dos revela que, o cordão do Tipo 347 apresentou maior resistência mecânica à deformação sob condições de fluência, exibindo valores inferiores para a taxa minima de deformação com tempos de ruptura mais longos, porém, menor ductilidade que o cordão do Tipo 316L nas mesmas condições de temperatura e de tensão aplicada. A avaliação da mudança microestrutural dos cordões de solda após os ensaios de fluência mostrou a existência de um processo de transformação da ferrita delta original sob o efeito do tempo associado à temperatura e à tensão aplicada . / Mechanic behavior was investigated by tensile and creep testing at elevated temperatures of submerged are Types 316L and 347 stainless steels weld metals using base metal of the AISI-316L stainless steel. The tensile properties at room temperature and at 500, 600 and 700°C exhibited superior strength parameters for yield stress to conventional austenitic stainless steels AISI-316L and AISI-347, and similar ultimate tensile strength. High reduction of area and more low total elongation were observed. An evaluation of creep behavior in the temperature range of 600 to 700°C and stress range of 100 to 400 MPa, at constant load testing was carried out . Relationships between stress, rupture time and minimum secondary creep rate were obtained using conventionals equation used to explain high temperatures behavior. The results obtained indicate superior creep strength for weld metal Type 347, exhibited inferiors secondary creep rates with very long times, however exhibited inferiors ductility parameters when compared with weld metal Type 316L in the same testing conditions. The microstructural evaluation of weld metals in creep conditions showed a possible transformation of original delta ferrite at end of creep testing exhibited dependence of the time, temperature and applied stress.

O presente trabalho buscou avaliar uma unidade de BAS (Biofiltro Aerado Submerso), em escala piloto, com volume útil de 66 litros, tratando esgoto doméstico, visando seu controle operacional, a remoção de matéria orgânica e nitrificação. O esgoto afluente passa por pré-tratamento e decantação antes de seguir para o BAS em estudo. A unidade piloto é constituída, basicamente, por um BAS de fluxo ascendente. O meio suporte utilizado é composto por biomídias de sistemas MBBR, as quais apresentam elevadas porosidade (>85%) e área superficial específica (650 m2/m3), além de baixa densidade (0,95 kg/L). Para avaliação do biofiltro em estudo, o trabalho foi divido em quatro fases (I a IV) para avaliação do comportamento do reator em diferentes condições operacionais. Para isso foram efetuadas variações no tempo de detenção hidráulica (I=8h, II=14h, III=10h e IV=6h) e na velocidade de escoamento (I=0,13m/h, II=0,07m/h, III=1,0m/h e IV=1,1m/h) através da recirculação do efluente tratado (I e II sem recirculação, III e IV com recirculação). Com relação à remoção de matéria orgânica, o BAS demonstrou bom desempenho em todas as fases de estudo, resultando em um efluente tratado com concentrações médias de DBO abaixo de 30 mg/L, com uma eficiência de remoção de DBO próxima de 90% ao longo de toda a pesquisa. Em termos de DQO, as concentrações médias ficaram abaixo de 82 mg/L, com uma eficiência de remoção de DQO próxima de 85% ao longo de todas as fases da pesquisa. Já com relação ao processo de nitrificação, na fase II o biofiltro estudado apresentou um efluente com 16 mgN/L de N-NTK e 35 mgN/L de NO3-, demonstrando potencial do processo para as situações em que se exige remoção de matéria orgânica e nitrificação. Nas fases I, III e IV a nitrificação não ocorreu de forma satisfatória. Com relação ao controle operacional do processo de lavagem, o intervalo necessário para a realização do processo de lavagem, de acordo com os processos definidos, foi consideravelmente prolongado, acima de 10 dias, ao longo de todas as fases do estudo, demostrando uma grande capacidade de retenção de sólidos no biofiltro estudado. Com relação à utilização de recirculação nas fases III e IV, esta operação não demonstrou vantagens com relação às fases sem recirculação. Dessa forma, neste trabalho foi possível observar que a qualidade do efluente final e a estabilidade operacional do biofiltro aerado submerso preenchido com biomídias reforçam a condição desta unidade como alternativa viável a ser considerada na concepção de sistemas de tratamento de esgotos sanitários. / The present work sought to evaluate a unit of a BAF (Biological Aerated Filter), in pilot scale, with working volume of 66 liters, treating domestic sewage, aiming its operational control, organic matter removal and nitrification. The affluent sewage is pre-treated and decanted before proceeding to the BAF under study. The pilot unit consists, basically, of an upflow BAF. The media used is composed of biocarriers of MBBR systems, which have high porosity (>85%) and specific surface area (650 m2/m3), besides low density (0,95 kg/L). For evaluation of the biofilter under study, the work was divided in four phases (I to IV) to evaluate the behavior of the reactor in different operating conditions. For this, variations were made in the hydraulic retention time (I=8h, II=14h, III=10h and IV=6h) and at the flow rate (I=0,13m/h, II=0,07m/h, III=1,0m/h and IV=1,1m/h) by recirculating the treated effluent (I and II without recirculation, III and IV with recirculation). Regarding the removal of organic matter, the BAF demonstrated good performance in all study phases, resulting in an effluent treated with avarage concentrations of BOD under 30 mg/L, with an efficiency of removal of BOD near 90% throughout the research. In terms of COD, the average concentrations were below 82 mg/L, with an efficiency of removal of COD near 85% throughout all phases of the research. Regarding the nitrification process, in the phase II the studied biofilter presented an effluent with 16 mgN/L of N-NTK and 35 mgN/L of NO3 -, demonstrating process potential for situations where organic matter removal and nitrification are required. In phases I, III and IV nitrification did not occur satisfactorily. Regarding the operational control of the washing process, the interval required to carry out the washing process, according to the defined processes, was considerably extended, over 10 days, throughout all phases of the study, demonstrating a great solids retention capacity in the biofilter studied. Regarding the use of recirculation in phases III and IV, this operation did not demonstrate advantages in comparison with the phases without recirculation. Thus, in this work, it was possible to observe that the final effluent quality and the operational stability of the biological aerated filter filled with biocarriers reinforce the condition of this unit as a viable alternative to be considered in the design of domestic sewage treatment systems.