Brazilian Archives of Biology and Technology, Volume: 48, Issue: spe, Published: 2005
  • A comparative study on fungal laccases immobilized on chitosan Bioprocess And Biotechnology

    Araújo, José Hilton Bernardino de; Uemura, Vinicius Oliveira; Moraes, Flavio Faria de; Barbosa, Aneli de Melo; Zanin, Gisella Maria

    Abstract in Portuguese:

    A enzima fenol-oxidase lacase obtida da cultura de dos fungos Pleurotus ostreatus e Botryosphaeria sp, e de origem comercial, obtida de Aspergillus sp. foi imobilizada em quitosana, grau farmacêutico, por adsorção seguida de ligação cruzada. Diferentes condições de imobilização com relação à granulometria do suporte e à quantidade de extrato enzimático de lacase utilizado foram testadas, visando-se obter elevadas atividades enzimáticas com a enzima imobilizada. Dois diferentes substratos foram utilizados para a determinação da atividade enzimática, ABTS e DMP. A maior atividade foi obtida com 1,0mg/mL do extrato enzimático de lacase de Botryosphaeria sp. para 1,0g de suporte (200 mesh). Estas enzimas imobilizadas se destinam à melhoria de vinhos brancos, via degradação de compostos fenólicos indesejados.

    Abstract in English:

    The phenoloxidase enzyme laccase from the cultures of the Pleurotus ostreatus and Botryosphaeria sp. and a commercial laccase from Aspergillus sp. were immobilized on chitosan of pharmaceutical degree by adsorption followed by crosslinking. Different immobilization conditions in relation to the granulometry of support and amount of enzymatic laccase extract used were tested, aiming at reaching high enzymatic activity with the immobilized enzyme. Two different substrates, ABTS and DMP, were used for the determination of enzymatic activity. The highest enzymatic activity was obtained when 1.0mg/mL of the enzymatic laccase extract from Botryosphaeria sp. was used with 1.0g of support (200 mesh). These immobilized enzymes are to be applied to the improvement of white wines by the degradation of undesirable phenolic compounds.
  • Non-linear multivariable predictive control of an alcoholic fermentation process using functional link networks Bioprocess And Biotechnology

    Meleiro, Luiz Augusto da Cruz; Costa, Aline Carvalho da; Maciel Filho, Rubens

    Abstract in Portuguese:

    Neste trabalho um controlador preditivo não linear multivariável foi desenvolvido para um processo de fermentação alcoólica extrativa. O modelo interno do controlador foi representado por duas redes do tipo Functional Link (FLN), identificadas usando dados de simulação gerados a partir de um modelo validado experimentalmente. A estrutura FLN apresenta como vantagem o treinamento rápido e convergência garantida, já que a estimação dos seus pesos é um problema de otimização linear. Além disso, a eliminação de pesos não significativos gera modelos parsimoniosos, o que permite a rápida execução em algoritmos de controle preditivo baseado em modelo. Os resultados mostram que o algoritmo proposto tem grande potencial para identificação e controle de processos não lineares.

    Abstract in English:

    In this work a MIMO non-linear predictive controller was developed for an extractive alcoholic fermentation process. The internal model of the controller was represented by two MISO Functional Link Networks (FLNs), identified using simulated data generated from a deterministic mathematical model whose kinetic parameters were determined experimentally. The FLN structure presents as advantages fast training and guaranteed convergence, since the estimation of the weights is a linear optimization problem. Besides, the elimination of non-significant weights generates parsimonious models, which allows for fast execution in an MPC-based algorithm. The proposed algorithm showed good potential in identification and control of non-linear processes.
  • Variational calculus (optimal control) applied to the optimization of the enzymatic synthesis of ampicillin Bioprocess And Biotechnology

    Ribeiro, Marcelo Perencin de Arruda; Giordano, Roberto de Campos

    Abstract in Portuguese:

    A síntese enzimática de ampicilina oferece menor impacto ambiental em relação ao processo utilizado atualmente pela indústria farmacêutica. Mas seu rendimento e produtividade devem ser melhorados para tornar essa rota competitiva. Alguns estudos empíricos para otimizar a rota enzimática de síntese de antibióticos beta-lactâmicos vêm sendo realizados. Entretanto, a utilização sistemática de métodos matemáticos de otimização nesse processo não é encontrada na literatura. Neste trabalho, utilizaram-se técnicas de controle ótimo para otimizar a alimentação de reagentes na síntese enzimática de ampicilina em reator operando em batelada alimentada. Resultados simulados mostram que, em reator integrado (com precipitação dos produtos) operado em batelada alimentada, conversões de 6-APA e rendimento de EMFG de 88% a 92% são factíveis, assim como produtividades entre 3,5 e 5,5 mM.min-1.

    Abstract in English:

    In this work, optimal control techniques were used to optimize the feed of reactants during the enzymatic synthesis of ampicillin in a semi-batch reactor. Simulation results showed that a semi-batch integrated reactor (with product crystallization) might achieve 88% 6-APA (6-aminepenicillanic acid) conversion and 92% of PGME (phenylglycine methyl ester) yield, with a productivity between 3.5 and 5.5 mM min-1.
  • Relation between citric acid production by solid-state fermentation from cassava bagasse and respiration of Aspergillus niger LPB 21 in semi-pilot scale Bioprocess And Biotechnology

    Prado, Flávera Camargo; Vandenberghe, Luciana Porto de Souza; Soccol, Carlos Ricardo

    Abstract in Portuguese:

    Este estudo permitiu verificar a relação ente a produção de ácido cítrico e a respiração do Aspergillus niger LPB 21 na fermentação no estado sólido do bagaço de mandioca. Os experimentos foram realizados em biorreator tipo tambor horizontal acoplado com um sistema de cromatografia gasosa. A fermentação foi conduzida durante 144 h com 60% de umidade inicial do substrato usando bagaço de mandioca termicamente tratado como única fonte de carbono. O ar de saída do biorreator foi analisado para monitorar a produção de CO2 e o consumo de O2 com o objetivo de estimar a biomassa sintetizada pelo fungo. A atividade metabólica do crescimento do Aspergillus niger está associada à produção de ácido cítrico. Usando o software FERSOL, o sistema determinou uma biomassa de 4.372 g de biomassa/g de O2 consumido. Os valores da biomassa estimada e da determinada analiticamente seguiram a mesma tendência mostrando que o modelo matemático aplicado foi adaptado.

    Abstract in English:

    The aim of this work was to study the relation between citric acid production and respiration of Aspergillus niger LPB 21 in solid-state fermentation of cassava bagasse. The experiments were carried out in horizontal drum bioreactor coupled with a gas chromatography system. Fermentation was conduced for 144 h with initial substrate moisture of 60% using heat-treated cassava bagasse as sole carbon source. The exhausted air from the bioreactor was analyzed for the monitoring of CO2 produced and O2 consumed in order to estimate the biomass biosynthesis by the fungal culture. The metabolic activity of A. niger growth was associated to citric acid production. The system using FERSOL software determined 4.372 g of biomass/g of consumed O2. Estimated and analytically determined biomass values followed the same pattern showing that the applied mathematical model was adapted.
  • Alternative invitro propagation: use of sugarcane bagasse as a low cost support material during rooting stage of strawberry cv. Dover Bioprocess And Biotechnology

    Mohan, Radjiskumar; Chui, Eduardo Assami; Biasi, Luis Antonio; Soccol, Carlos Ricardo

    Abstract in Portuguese:

    Para a obtenção de mudas (material vegetal) sadias de espécies de café em maior quantidade e em tempo reduzido, utiliza-se a técnica de micropropagação vegetal. Essa técnica é realizada em diferentes etapas, desde o isolamento até o transporte para extra vitro. Cada etapa demanda tempo e gera custos onerosos, sendo ainda necessário otimizar o rendimento. Para melhorar o processo total é essencial que cada etapa colabore com o máximo de rendimento, no menor tempo e com o menor custo possível. Este trabalho teve como focos as etapas de enraizamento e de aclimatização com as seguintes mudanças previstas: o enraizamento destes micro-tecidos propagados em meio de cultura modificado (substituição do meio semi-sólido por bagaço de mandioca e/ou bagaço de cana-de-açúcar) e a sua fácil aclimatização (permanência de curto tempo nas condições de aclimatização e a rápida formação de torrão para facilitar a transferência das mudas). Comparando os resultados obtidos utilizando-se meio alternativo em relação ao meio comercial (contendo Gelrite), observou-se que, no meio contendo mistura de bagaço de mandioca e bagaço de cana-de-açúcar (20:80), o tamanho das raízes foi em média 20,4% superior, o tamanho da planta foi 10,9% superior, o número de folhas foi 26% superior e o número de raízes formadas foi 8% superior. Em relação à porcentagem de enraizamento, o meio com substrato alternativo apresentou 80% e o meio comercial apresentou 66,67% de êxito. Nos testes de aclimatização foi obtida uma sobrevivência de 100% para os dois tipos de meio, entretanto houve uma pequena diferença em relação aos números de folhas geradas.

    Abstract in English:

    The purpose of this work was to reduce the cost and improve the quality of the plant material during the micropropagation process in tissue culture. Partially improvement in the rooting process, coupled with cost reduction was obtained during the invitro rooting by the use of a natural support based on sugarcane bagasse as a substitute for the traditionally used agar gelled medium. The tests were conducted with micro-cuttings of strawberry cv. Dover using a medium composed of half strength MS medium (1962), 3% sucrose and 0.05 BAP mg.l-1. The roots number, shoots number, length, and the height of aerial part of 8 independent plants were recorded after 10, 20, 30, and 40 days of culture. Also, an acclimatization tests were realized of the rooted shoots from both the media. A comparison with agar-grown micro-cuttings showed that the sugarcane bagasse yielded better results (14, 40, 15 and 12 respectively). Acclimatization tests were 83% from the agar gelled medium against 100% from the bagasse medium. As the Paraná State, Brazil, possess in great number of the sugarcane bagasse; this can feed the alternative technology invented on the area of micropropagation techniques.
  • Concentration determination of extracellular and intracellular red pigments produced by Monascus sp Bioprocess And Biotechnology

    Hamano, Patricia Sanae; Orozco, Sandra Fernanda Bilbao; Kilikian, Beatriz Vahan

    Abstract in Portuguese:

    Monascus sp. é um fungo filamentoso cuja principal aplicação industrial está relacionada à sua capacidade de produzir pigmentos vermelhos, utilizados como corantes naturais em alimentos, em substituição aos sintéticos. Neste trabalho a produção de pigmentos vermelhos foi avaliada (por meio de espectrofotometria de varredura) em meio semi-sintético, empregando sete cepas de Monascus sp., através de cultivos conduzidos em incubador rotativo. As cepas isoladas no LEB/DEQ/EPUSP apresentaram média dos valores de absorbância dos pigmentos vermelhos extracelulares maior em relação às demais cepas (13,0 e 9,6 U, respectivamente), sendo que para as primeiras, a produção específica dos referidos pigmentos foi de 1,7 a 3,5 vezes maior que a produção específica dos pigmentos intracelulares.

    Abstract in English:

    In this work red pigments production was evaluated (by spectrophotometry) in semi-synthetic medium by rotary shaker cultures, utilizing seven strains of Monascus sp. The strains isolated at LEB/DEQ/EPUSP had a absorbance average of extracellular red pigments higher than the others strains (13.0 and 9.6 U, respectively) and the specific production of extracellular red pigments was from 1.7 until 3.5 times higher than the specific production of intracellular ones.
  • Spore production of Beauveria bassiana from agro-industrial residues Bioprocess And Biotechnology

    Santa, Herta Stutz Dalla; Santa, Osmar Roberto Dalla; Brand, Débora; Vandenberghe, Luciana Porto de Souza; Soccol, Carlos Ricardo

    Abstract in Portuguese:

    O objetivo deste trabalho foi produzir Beauveria bassiana por fermentação no estado sólido em resíduos agro-industriais e otimizar as condições de cultivo. Batata-refugo, polpa de café e bagaço de cana de açúcar foram testados. A mistura de batata-refugo e de bagaço de cana de açúcar (60:40%), com granulometria de 2 a 0,8 mm foi escolhida como melhor substrato/suporte. Em frascos de Erlenmeyer a produção de esporos foi maior com as seguintes condições: pH 6,0; temperatura de incubação de 26º C; taxa de inóculo de 10(7) esporos.g-1 de matéria seca; e umidade inicial de 75%. Em bioreator do tipo coluna com aeração forçada, as condições otimizadas possibilitaram uma produção máxima de esporos no 10º dia de fermentação, obtendo-se 1,07x10(10) esporos.g-1 de matéria seca. A análise respirométrica desta fermentação permitiu correlacionar o desenvolvimento do fungo com a produção de esporos.

    Abstract in English:

    The purpose of this work was to produce Beauveria bassiana by Solid-State Fermentation using agro-industrial residues and optimizing the cultivation conditions. Refused potatoes, coffee husks and sugar-cane bagasse were tested. The blend of refused potatoes and sugar-cane bagasse (60-40%) with particle size in the range of 0.8-2 mm was used in the fermentation experiments. In Erlenmeyer flasks the best spore production was achieved with the following conditions: incubation temperature 26º C; initial pH 6.0; inoculum concentration 10(7) spores.g-1.dw and initial moisture 75%. In the column type reactor using forced aeration under the optimized conditions, the maximum production (1.07x10(10)spores.g-1.dw) was obtained at the 10th day of fermentation. The respirometric analyses of the fermentation showed a strong correlation between fungal growth and spore production.
  • Recovery of Bacillus sphaericus spores by flocculation/sedimentation and flotation Bioprocess And Biotechnology

    Luna, Christine Lamenha; Lopes, Carlos Edison; Massarani, Giulio

    Abstract in Portuguese:

    O trabalho aborda a recuperação de esporos da bactéria Bacillus sphaericus por floculação/sedimentação e flotação. O microrganismo foi produzido em batelada, utilizando-se meio de cultivo à base de leite desnatado, milhocina e sais minerais. Os melhores resultados de floculação foram obtidos com os floculantes CaCl2.2H2O, FeCl3.6H2O, Al2(SO4)3 e tanino, com concentrações ótimas de 1.500, 3.000, 2.000 e 1.700ppm, respectivamente. Os sistemas floculentos foram caracterizados através da determinação da densidade e do diâmetro médio dos flocos. Testes de sedimentação em batelada a diferentes concentrações das suspensões celulares revelaram elevados índices de recuperação dos sólidos em suspensão em todos os casos. Os ensaios de flotação foram realizados em célula de flotação mecânica, e o processo foi favorecido pelo aumento da agitação do sistema e pela presença de um coletor catiônico.

    Abstract in English:

    The aim of this work was use flocculation/sedimentation and flotation for recovery of spores of the Bacillus sphaericus. Microorganism was produced batchwise using culture medium based skimmed milk, corn steep liquor and mineral salts. The best results of flocculation were obtained using CaCl2.2H2O, FeCl3.6H2O, Al2(SO4)3 and tannin as flocculating agents, with optimal flocculation concentrations of 1,500, 3,000, 2,000 and 1,700ppm, respectively. Flocculent suspensions were characterized based on floc diameter and density. Settling tests were performed in batch at different concentrations of the cellular suspensions and revealed high recovery of the solids in suspension in all cases. Flotation tests were accomplished using a mechanical agitated flotation cell and the process was favoured by the increase of the system agitation and for the presence of a cationic collector.
  • Influence of culture conditions on Vero cell propagation on non-porous microcarriers Bioprocess And Biotechnology

    Souza, Marta Cristina de Oliveira; Freire, Marcos da Silva; Castilho, Leda dos Reis

    Abstract in Portuguese:

    Cultivos de células animais são amplamente utilizados para a produção de vacinas virais e para a expressão de proteínas recombinantes. A linhagem celular Vero é uma linhagem contínua, dependente de ancoragem, recomendada pela Organização Mundial de Saúde para a produção de vacinas de uso humano. Para a produção de vacinas virais em larga escala, vêm sendo cada vez mais empregados microcarregadores, que são microesferas que servem de suporte para as células. O emprego de microcarregadores em biorreatores agitados permite a obtenção de altas densidades celulares e, conseqüentemente, de altos títulos de antígenos virais. Com o objetivo de selecionar condições de cultivo adequadas, estudou-se, neste trabalho, o efeito das variáveis agitação, razão de células inoculadas por microcarregador e concentração de soro fetal bovino sobre o crescimento de células Vero em microcarregadores Cytodex 1. Nas melhores condições selecionadas, o desempenho dos microcarregadores Cytodex 1 e Cytodex 3 foi comparado.

    Abstract in English:

    Animal cell cultures are widely employed for the production of viral vaccines and for recombinant protein expression. The cell line Vero is a continuous, adherent cell line, which has been recommended by the World Health Organization for the production of human vaccines. For the large-scale production of vaccines, microcarriers, which are microspheres that serve as support for the cells, are being increasingly used. The use of microcarriers in stirred bioreactors allows high cell densities and, consequently, high virus titres to be achieved. With the aim of selecting appropriate culture conditions for the cultivation of Vero cells at high cell densities, in this work the influence of several variables (agitation rate, ratio of inoculated cells to microcarrier mass and fetal bovine serum concentration) on cell growth on Cytodex 1 microcarriers was studied. Under the best conditions determined, a comparison with Vero cell cultivation on Cytodex 3 microcarriers was carried out.
  • Lipase production by solid-state fermentation in fixed-bed bioreactors Bioprocess And Biotechnology

    Cavalcanti, Elisa d'Avila Costa; Gutarra, Melissa Limoeiro Estrada; Freire, Denise Maria Guimarães; Castilho, Leda dos Reis; Sant'Anna Júnior, Geraldo Lippel

    Abstract in Portuguese:

    O fungo Penicillium simplicissimum se mostrou, em trabalhos anteriores, um ótimo produtor de lipase por fermentação no estado sólido, quando cultivado em biorreatores do tipo bandeja, utilizando a torta de babaçu como meio de cultura. Com o objetivo de aumentar a produtividade e possibilitar uma ampliação de escala, foi investigado, no presente trabalho, o emprego de biorreatores de leito fixo com aeração forçada. Os biorreatores utilizados tinham 4 cm de diâmetro interno e 14 cm de altura útil. Empregando-se planejamento estatístico de experimentos como ferramenta, foram avaliadas as influências da temperatura e da vazão de ar sobre a produção de lipase nestes biorreatores. Os resultados obtidos permitiram ajustar um modelo empírico, o qual indicou que maiores atividades lipásicas são alcançadas para temperaturas mais baixas e vazões de ar mais altas. A atividade lipásica máxima (26,4 U/g) foi obtida para temperatura de 27°C e vazão de ar de 0,8 L/min.

    Abstract in English:

    In the present work, packed bed bioreactors were employed with the aim of increasing productivity and scaling up of lipase production using Penicillium simplicissimum in solid-state fermentation. The influence of temperature and air flow rate on enzyme production was evaluated employing statistical experimental design, and an empirical model was adjusted to the experimental data. It was shown that higher lipase activities could be achieved at lower temperatures and higher air flow rates. The maximum lipase activity (26.4 U/g) was obtained at the temperature of 27°C and air flow rate of 0.8 L/min.
  • Performance evaluation of CHO-K1 cell in culture medium supplemented with hemolymph Bioprocess And Biotechnology

    Raffoul, Tássia; Swiech, Kamilla; Arantes, Mabel Karina; Sousa, Álvaro Paiva Braga de; Mendonça, Ronaldo Zucatelli; Pereira, Carlos Augusto; Suazo, Cláudio Alberto Torres

    Abstract in Portuguese:

    Desenvolvimento de meios de cultura isentos de soro fetal bovino (SFB) é uma das grandes prioridades de pesquisa em desenvolvimento de processos com célula animal. O objetivo do presente trabalho foi realizar uma análise do potencial de uso da hemolinfa como suplemento do meio utilizado no cultivo da célula animal ancorante CHO-K1. Para isso, foi adicionado 1% v/v de extrato de hemolinfa ao meio DMEM contendo 10% v/v de SFB e 1,0 ou 4,5 g/L de glicose. O cultivo foi realizado em frascos tipo spinner em um ambiente de 10% v/v de CO2, a 37ºC, utilizando o microcarregador Cytodex 1. Comparando os resultados obtidos no ensaio com hemolinfa com um sem hemolinfa pode-se notar uma influência positiva da hemolinfa no cultivo, já que o ensaio com hemolinfa apresentou uma concentração máxima de células 52% maior e uma produtividade máxima de até 40% maior.

    Abstract in English:

    The aim of this work was to evaluate the potential of hemolymph utilization as a culture medium supplement to cultivate the animal cell CHO-K1. For this purpose 1% v/v of hemolymph was added to DMEM medium containing 10% v/v of FBS and 1 or 4.5 g/L of glucose. The culture was grown in spinner flasks incubated in a 10% v/v CO2 environment, at 37ºC, with the Cytodex 1 microcarrier. Comparing the results obtained from the culture with hemolymph against those without hemolymph, a positive influence of the hemolymph was observed, as the experiment with hemolymph presented a 52% higher cell concentration and a higher productivity of up to 40%.
  • Comparisons between continuous and batch processing to produce clavulanic acid by Streptomyces clavuligerus Bioprocess And Biotechnology

    Baptista-Neto, Álvaro; Teodoro, Juliana Conceição; Cassiano Filho, Luiz Claudio Macedo; Badino, Alberto Colli; Hokka, Carlos Osamu

    Abstract in Portuguese:

    O ácido clavulânico (AC) é um importante inibidor de beta-lactamases, enzimas que degradampartir do metabolismo secundário do Streptomyces clavuligerus, bactéria filamentosa e estritamente aeróbia. Considerando que a velocidade de produção de metabólitos secundários está ligada à concentração celular, o presente trabalho teve como objetivo comparar a produção de AC nos processos contínuos com e sem reciclo celular e em batelada, realizando cultivos dessa bactéria com alta densidade celular. Para cumprir com o objetivo proposto, foram realizados experimentos em biorreator operando na forma contínua com reciclo utilizando-se um módulo de filtração tangencial de fibra oca para a separação celular. Os processos contínuos sem reciclo e em batelada foram realizados de forma convencional. A produtividade em AC no cultivo contínuo com reciclo celular (22,2 mg.L-1h-1) foi superior aos processos convencionais, apesar de obter-se maior concentração do produto (470 mg.L-1) em batelada.

    Abstract in English:

    The aim of the present work was to compare CA production in continuous culture with and without cell recycling and in batch process by Streptomyces clavuligerus. Continuous cultivations with high cell concentration using cell recycling were performed utilizing a hollow fiber ultrafiltration module to separate cells from the filtrate broth. The continuous cultures without cell recycling and the batch cultivations were performed conventionally. The highest productivity was attained in the continuous cultivation with cell recycling (22.2 mg.L-1.h-1). The highest CA concentration was obtained in the batch process (470 mg.L-1.h-1).
  • Characterization of the penicillin G acylase from Bacillus megaterium ATCC 14945 Bioprocess And Biotechnology

    Souza, Vanessa Ribeiro de; Silva, Ana C. G.; Pinotti, Laura Marina; Araújo, Heloísa Sobreiro Selistre; Giordano, Raquel de Lima Camargo

    Abstract in Portuguese:

    O objetivo deste trabalho foi caracterizar a enzima penicilina G acilase (PGA) produzida por Bacillus megaterium, uma importante enzima industrial que catalisa a hidrólise de penicilina G, para produção de antibióticos semi-sintéticos. Purificação da enzima por ultra/diafiltração não permitiu detectar a banda de PGA por eletroforese SDS-PAGE devido ao elevado conteúdo de outras proteínas remanescentes. Contudo, utilizando DNA do microrganismo que vem sendo estudado, foi possível amplificar os genes das duas sub-unidades de PGA previstas na literatura, mostrando que a enzima em estudo é também constituída de duas sub-unidades, 245 e 537 aminoácidos cada, com massas moleculares médias de 26950 e 59070 Da, respectivamente. Foram estudadas as influências da temperatura 25-60(0)C, pH 5-10, e concentração do substrato na velocidade da reação de hidrólise da penicilina G. A temperatura e pH ótimos foram de 37(0)C e 8,0, respectivamente. O modelo de Michaelis-Menten representou bem a cinética da reação, com valores de parâmetros estimados de 1,83 mM para Km e Vmáx= 0,165*10-3 mmol/min/UI.

    Abstract in English:

    The purpose of this work was to characterize the enzyme penicillin G acylase (PGA) produced by Bacillus megaterium. Purification of the enzyme by ultra/diafiltration did not allow the detection of the PGA band by SDS-PAGE electrophoresis due to the high content of remaining proteins. However, using the DNA of the microorganism, it was possible to replicate the genes of the two B. megaterium PGA reported in literature, showing that the enzyme consisted of two sub-units, having 245 and 537 amino acids each and an average molecular mass of 26950 and 59070 Da, respectively. The parameters studied were: 1) the influence of temperature in the 25-60(0)C range, 2) pH in the 5-10 range and 3) substrate concentration, this was tested to obtain results on the Penicillin G hydrolysis reaction rate, using the initial velocities approach. The maximum hydrolysis rate was obtained at 37ºC and pH 8.0. The Michaelis-Menten model fitted well, resulting in estimated Km and Vmax parameters values of 1.83 mM and 0.165*10-3 mmol/min/UI, respectively.
  • Purification of plasmid (pVaxLacZ) by hydrophobic interaction chromatography Bioprocess And Biotechnology

    Moreira, Keila Aparecida; Diogo, Margarida; Prazeres, Duarte Miguel; Lima Filho, José Luiz de; Porto, Ana Lúcia Figueiredo

    Abstract in Portuguese:

    O DNA plasmidial tem sua aplicação na terapia gênica, tendo que apresentar elevado grau de pureza. Um método de purificação foi descrito neste trabalho, que inclui precipitação com sulfato de amônio seguida da cromatografia de interação hidrofóbica, usando a resina phenyl sepharose 6 fast flow. Ocorreu aumento da pureza das amostras analisadas, em torno de 30% após a precipitação com sulfato de amônio. Houve significativa redução dos contaminantes após a eluição das amostras na cromatografia de interação. O maior rendimento obtido foi 53% e fator de purificação 3,1 vezes após a eluição na cromatografia de interação hidrofóbica. A vantagem deste método é a possibilidade de explorar o caráter hidrofóbico, constituído de material genético de fita simples, tais como RNA e DNA genômico e proteínas, que podem interferir na liberação deste material para possíveis aplicações em terapia gênica.

    Abstract in English:

    This paper describes a method for the plasmid DNA purification, which includes an ammonium sulphate precipitation, followed by hydrophobic interaction chromatography (HIC) using Phenyl Sepharose 6 Fast Flow (low sub). The use of HIC took advantage of the more hydrophobic character of single stranded nucleic acid impurities as compared with double-stranded plasmid DNA.
  • Optimizing the operational conditions of a membrane bioreactor used for domestic wastewater treatment Bioprocess And Biotechnology

    Viana, Priscilla Zuconi; Nobrega, Ronaldo; Jordão, Eduardo Pacheco; Azevedo, José Paulo Soares de

    Abstract in Portuguese:

    Biorreatores com membrana para retenção de sólidos consistem em processos biológicos acoplados a módulos de membranas de microfiltração ou ultrafiltração. O presente estudo avaliou o desempenho de um módulo de membranas, combinado a um sistema de aeração, para o tratamento de esgoto doméstico. Com o objetivo de investigar o comportamento das membranas e minimizar os efeitos do "fouling", foram realizados testes em unidades em escala de laboratório, nos quais foram estabelecidos valores ótimos para alguns parâmetros operacionais, como velocidade tangencial no módulo, pressão transmembrana e vazão de ar inserida na linha de alimentação do módulo. Com a inserção de ar foi possível controlar melhor o comportamento do fluxo permeado ao longo do tempo. Após seis horas de operação, o fluxo se manteve em torno de 35 L/m².h para uma pressão total de 0,40 bar (pressão gerada pelo esgoto de 0,05bar e pelo ar de 0,35 bar) e Reynolds de 4.600. Todas as análises das amostras do permeado indicaram ausência de coliformes termotolerantes e Escherichia coli.

    Abstract in English:

    This study evaluated the performance of a sidestream membrane module combined with an aeration system for the treatment of municipal wastewater. To investigate the membrane's behavior and to control fouling, trials in laboratory units were conducted. In these tests, optimal values were established for some operational parameters, such as crossflow velocity, transmembrane pressure and air supply to continuously flush the membrane surface. Air supply improved the behavior of the permeate flux over time. After six hours operation, the stabilized flux was 35 L/m².h at a total pressure of 0.40 bar (wastewater pressure of 0.05 bar and air pressure of 0.35 bar) and Reynolds Number of 4,600. All permeate samples analyzed indicated absence of fecal coliform and Escherichia coli.
  • Cloning and expression of meta-cleavage enzyme (CarB) of carbazole degradation pathway from Pseudomonas stutzeri Bioprocess And Biotechnology

    Larentis, Ariane Leites; Alves, Tito Lívio Moitinho; Martins, Orlando Bonifácio

    Abstract in Portuguese:

    Carbazol e seus derivados são compostos nitrogenados aromáticos, presentes comumente em petróleo e potencialmente poluentes. A rota de biodegradação de carbazol a ácido antranílico em Pseudomonas sp. é composta por três enzimas responsáveis, respectivamente, pelas reações de dioxigenação angular, meta-clivagem e hidrólise. A segunda enzima da rota, 2'-aminobifenil-2,3-diol 1,2-dioxigenase (CarB), codificada por dois genes (carBa e carBb), é um heterotetrâmero com atividade catalítica na quebra do anel catecol do susbtrato na posição meta. Neste trabalho, foi clonado o produto de PCR de 1082pb correspondente aos genes carBaBb da bactéria degradadora de carbazol Pseudomonas stutzeri ATCC 31258. A estratégia de clonagem empregada foi a de recombinação sítio-específica e a construção dos plasmídeos foi confirmada por PCR, digestão com enzima de restrição e seqüenciamento. A enzima ativa foi expressa em altas concentrações em vetor pDEST TM17 com cauda de histidina e promotor T7 em Escherichia coli BL21-SI com indução por NaCl durante 4h.

    Abstract in English:

    In this work, the 1082bp PCR product corresponding to carBaBb genes that encode the heterotetrameric enzyme 2'-aminobiphenyl-2,3-diol 1,2-dioxygenase (CarB), involved in the Pseudomonas stutzeri ATCC 31258 carbazole degradation pathway, was cloned using the site-specific recombination system. Recombinant clones were confirmed by PCR, restriction enzyme digestion and sequencing. CarB dioxygenase was expressed in high levels and in active form in Escherichia coli BL21-SI using the His-tagged expression vector pDEST TM17 and salt induction for 4h.
  • Effect on the enzymatic hydrolysis of lipids from dairy wastewater by replacing Gum Arabic emulsifier for sodium chloride Food Science And Technology

    Mendes, Adriano Aguiar; Castro, Heizir Ferreira de

    Abstract in Portuguese:

    O objetivo deste trabalho foi verificar o efeito do cloreto de sódio em substituição à goma arábica, na redução do teor de lipídeos presentes em efluentes de laticínios empregando duas preparações de lipases pancreáticas adquiridas no mercado nacional (Kin Master - LKM e Nuclear- LNU). A preparação enzimática LNU foi mais eficiente na redução de proteínas e lipídeos, mostrando ser uma alternativa promissora para uso no pré-tratamento de águas residuárias com elevado teor desses compostos.

    Abstract in English:

    The objective of this work was to evaluate the replacement of Gum Arabic for sodium chloride to reduce fat and organic contents in dairy wastewater using two low cost commercially available lipase preparations from animal source (Kin Master - LKM and Nuclear- LNU). The best performance was achieved when lipase Nuclear (LNU) was used as catalyst. In addition, this lipase preparation has also lower cost, which makes its use a quite promising technique for reduction of suspended solids as proteins and lipids contents found in wastewater generated by dairy industries.
  • Use of fibres obtained from the cashew (Anacardium ocidentale, L) and guava (Psidium guayava) fruits for enrichment of food products Food Science And Technology

    Matias, Maria de Fátima O.; Oliveira, Edson Leandro de; Gertrudes, Eduardo; Magalhães, Margarida Maria dos Anjos

    Abstract in Portuguese:

    Foi realizado o estudo de secagem dos bagaços de caju e de goiaba, visando sua utilização no enriquecimento de biscoitos. Determinou-se pH; sólidos solúveis, acidez total titulável, proteína, lipídios, fibras, cinzas, umidade e açúcares redutores e redutores totais. Foram realizadas também as contagens de coliformes totais e fecais e de bolores e leveduras. Adicionou-se aos biscoitos bagaços desidratados de caju e goiaba em percentuais de 5, 10 e 15%. Os atributos avaliados nos biscoitos com e sem adição de bagaços desidratados foram aparência, cor, odor, sabor e textura. Os resultados da caracterização físico-química foram coerentes com os da literatura consultada. As partículas retidas das peneiras entre 65 e 100 mesh foram consideradas as mais adequadas a serem incorporadas ao alimento. As formulações com 10% de bagaço desidratado de caju e 5% de bagaço desidratado de goiaba apresentaram os maiores índices de aceitabilidade com relação ao sabor, 84,9% e 81,8%, respectivamente.

    Abstract in English:

    With the purpose of using the cashew and guava dried bagasse for enrichment of cookies, a study of drying process was done. The physico- chemical characterization included the determination of pH, soluble solids, total acidity, protein, lipids, fiber, ash, moisture and total and reducing sugars. Total coli forms, yeasts and molds counting were the microbiological analyses conducted. Enriched cookies were prepared by adding 5, 10 and 15% (of total weight) of dry residues of cashew and guava. Appearance, color, odor, taste and texture were the sensorial attributes evaluated for the enriched and non-enriched cookies. The granulometric analysis defined that more adequate particle to add were between 65 and 100 mesh. The enriched cookies with cashew and guava fibers in 10% e 5%, respectively, showed a high rate of acceptability in relation to flavor.
  • Comparison of performance of different algorithms in noisy signals filtering of process in enzymatic hydrolysis of cheese whey Food Science And Technology

    Pinto, Gilson Alexandre; Sousa Júnior, Ruy de; Giordano, Roberto de Campos

    Abstract in Portuguese:

    A hidrólise parcial de proteínas do soro de queijo, realizada por enzimas imobilizadas em suporte inerte, pode alterar ou evidenciar propriedades funcionais dos polipeptídeos produzidos, aumentando assim suas aplicações. O controle do pH do reator de proteólise é de fundamental importância para modular a distribuição de pesos moleculares dos peptídeos formados. Os sinais de pH e temperatura utilizados pelo algoritmo de controle e inferência de estado podem estar sujeitos a ruído considerável, tornando importante sua filtragem. Apresentam-se aqui resultados da implementação, no sistema de monitoramento do processo, de algoritmo suavizador, que utiliza mínimos quadrados com penalização para o pós-tratamento dos dados. Compara-se ainda o desempenho de diferentes algoritmos na filtragem em tempo real dos sinais utilizados pelo sistema de controle, a saber: redes neurais artificiais, média móvel e o sobredito suavizador.

    Abstract in English:

    This work presented the results of the implementation of an off-line smoothing algorithm in the monitoring system, for the partial hydrolysis of cheese whey proteins using enzymes, which used penalized least squares. Different algorithms for on-line signals filtering used by the control were also compared: artificial neural networks, moving average and smoothing algorithm.
  • Protein enrichment of cactus pear (Opuntia ficus - indica Mill) using Saccharomyces cerevisiae in solid-state fermentation Food Science And Technology

    Araújo, Lúcia de Fátima; Medeiros, Ariosvaldo Nunes; Perazzo Neto, Américo; Oliveira, Líbia de Sousa Conrado; Silva, Flávio Luiz Honorato da

    Abstract in Portuguese:

    A bioconversão da proteína microbiana através da levedura em meio sólido, foi estudada em palma forrageira cultivada em condições laboratoriais, sob três níveis de concentração do inóculo (5, 10 e 15%), espessuras distintas das camadas dos substratos (2, 4 e 6cm) e temperaturas (30, 34 e 38ºC). Foram analisadas as taxas de produção de matéria seca (MS), proteína bruta (PB), cujos resultados foram submetidos à análise de variância, energia bruta (EB) e digestibilidade in vitro da matéria seca (DIVMS). O valor máximo de teor protéico, alcançado nas condições estudadas nesse trabalho, foi superior a 26%, sendo esse teor compatível ou maior do que os concentrados convencionais utilizados como suplemento protéico para a ração animal. O concentrado protéico da palma obteve um alto índice de digestibilidade in vitro (95,8%) e não apresentou grande alteração no valor da energia bruta se comparada com a palma in natura.

    Abstract in English:

    The microbial protein bioconversion of cactus pear by yeast in solid medium was studied. Three cultivation variables used were: inoculum's concentrations (5, 10 and 15 %), substrate layer thickness (2, 4 and 6 cm) and temperature (30, 34 and 38 ºC). The rate of dry matter production and total protein were determined. Results obtained were variance analysis, gross energy and in vitro dry matter digestibility. The maximum protein amount achieved for the conditions studied in the present work was higher than 26 %, which was compatible or greater than those of conventional concentrates of protein supplements used for animal feed. The protein concentrate of cactus pear had a higher in vitro digestibility index (95.8 %) and did not show any changes in the gross energy value when compared to that of the cactus pear in natura.
  • Effect of the use of curing salts and of a starter culture on the sensory and microbiological characteristics of homemade salamis Food Science And Technology

    Spricigo, Cinthia Bittencourt; Pianovsky, Patrícia Bonat

    Abstract in Portuguese:

    Os salames produzidos artesanalmente podem ter sua segurança alimentar garantida pela adição de sal de cura e de culturas iniciadoras sem perda das receitas tradicionais trazidas pela imigração italiana do início do século vinte. Neste trabalho, a partir da produção de salames com 3% de lactose e 0,5% de sacarose, avaliou-se a influência do sal de cura e da cultura iniciadora, composta de Lactobacillus e Staphylococcus, sobre as características sensoriais e microbiológicas dos salames. A cultura iniciadora e o sal de cura inibiram o crescimento de Staphylococcus aureus e de coliformes totais, sendo que os salames adicionados de sal de cura apresentaram uma melhor coloração.

    Abstract in English:

    Homemade salamis may have their food safety guaranteed by means of the addition of curing salt and starter cultures, without loosing their traditional manufacturing recipes brought to Brazil by the Italian immigration in the early 20th century. In this work, the influence of curing salt and of a starter culture, composed of Lactobacillus and Staphylococcus, over the sensory and microbiological characteristics of Italian type salamis, containing 3% lactose and 0.5% saccharose, was evaluated. The starter culture and the curing salt inhibited the development of Staphylococcus aureus and of coliforms, and the salamis added with curing salt presented better color attributes.
  • Evaluation of the acerola juice concentrated by reverse osmosis Food Science And Technology

    Gomes, Eliane Rodrigues dos Santos; Mendes, Elisabete Scolin; Pereira, Nehemias Curvelo; Barros, Sueli Teresa Davantel de

    Abstract in Portuguese:

    O objetivo deste trabalho foi à obtenção de suco de acerola utilizando processos de separação com membranas. Combinou-se a ultrafiltração e a osmose inversa, visando a melhoria do processo produtivo, utilizando-se uma tecnologia limpa. Para a acerola, visou-se manter e concentrar significativamente seu teor de vitamina C, obtendo-se um suco com sabor agradável, o mais próximo possível do suco in natura. A polpa de acerola foi inicialmente descongelada e tratada com 100 ppm da enzima Citrozym Ultra L, à 45º C por 1 hora e posteriormente ultrafiltrada a 3 bar na mesma temperatura em membrana cerâmica de 0,1 µm e na seqüência, concentrada por osmose inversa utilizando membrana espiral de filme composto. As pressões na osmose inversa foram 20, 30 e 40 bar em temperatura ambiente, obtendo-se um suco com 9,76, 14,56 e 17,36 ºBrix respectivamente. As características físico-químicas foram preservadas e na avaliação da aceitabilidade, 75% dos consumidores gostaram do suco, indicando boa aceitação.

    Abstract in English:

    The aim of this study was to obtain the acerola juice using separation processes with membranes. The acerola pulp was initially defrosted and treated with 100 ppm of Citrozym Ultra L enzyme at 45ºC for one hour, then ultrafiltrated at 3 bar at 45ºC using 0.1 µm ceramic membrane, and concentrated by reverse osmosis using a spiral membrane of a compound film. The pressures on the reverse osmosis were 20, 30, and 40 bar at environmental temperature, thus, resulting a juice with 9.76, 14.56, and 17.36 ºBrix, respectively. The physicochemical characteristics of the juice were preserved and, studies on evaluation of the public acceptability, showed that 75% of the consumers liked the juice.
  • Optimization of drying process of Zea Mays malt to use as alternative source of amylolytics enzymes Food Science And Technology

    Biazus, Joana Paula Menezes; Souza, Anderson Gomes; Santana, José Carlos Curvelo; Souza, Roberto Rodrigues de; Tambougi, Elias Basile

    Abstract in Portuguese:

    Este trabalho objetivou a otimização da secagem do malte de milho (Zea Mays) para obter um malte sem afetar a atividade das enzimas presentes neste, alfa e beta -amilases. Os resultados mostraram que a operação do secador deve ser feita a 54°C e entre 5,18-6 h de processo. O malte obtido possuiu boas propriedades enzimáticas.

    Abstract in English:

    This work aimed to study the drying process optimization of maize (Zea Mays) malt for obtaining maize malt, without affecting enzymatic activity of alpha e beta-amylases from maize malt. Results showed that dryer operation must occur in zone at 54°C and 5.18-6 h process time. The maize malt obtained had good enzymatic properties.
  • Correlation between heavy metal ions (copper, zinc, lead) concentrations and root length of Allium cepa L. in polluted river water Engineering And Technology

    Palacio, Soraya Moreno; Espinoza-Quiñones, Fernando Rodolfo; Galante, Raquel Manozzo; Zenatti, Dilcemara Cristina; Seolatto, Araceli Aparecida; Lorenz, Evandro Kleber; Zacarkim, Carlos Eduardo; Rossi, Nickeli; Rizzutto, Márcia de Almeida; Tabacniks, Manfredo Harri

    Abstract in Portuguese:

    O presente trabalho foi realizado utilizando a cebola comum (Allium cepa L.) como bioindicador da toxicidade de metais pesados em água de rio. As águas de teste foram coletadas em dois locais: na nascente e na foz do rio Toledo. Os bulbos de A. cepa L. foram cultivados em água de teste com nove níveis de concentração de cobre, zinco e chumbo de 0,1 a 50 ppm. Em laboratório a influência destes líquidos de teste em crescimento de raiz foi examinada durante cinco dias. Em todos os líquidos de teste o metal dissolvido contido foi medido pela técnica TXRF. Para líquidos de teste contendo 0,1-ppm de Cu dissolvido o crescimento da raiz foi reduzido em 50%. Entretanto, ocorreu a mesma redução para 1-ppm de Zn dissolvido. Para Pb dissolvido, o método do Allium teste revela toxidade acima de 0,1 e 0,5 ppm para a nascente e a foz do rio Toledo, respectivamente.

    Abstract in English:

    The present work was performed using the common onion (Allium cepa L.) as a bioindicator of toxicity of heavy metals in river water. The test waters were collected at two sampling sites: at the beginning and the end of the Toledo River. The bulbs of A. cepa L. were grown in test water with nine concentration levels of copper, zinc and lead from 0.1 to 50 ppm. In the laboratory, the influence of these test liquids on the root growth was examined during five days. For test liquids containing below 0.03-ppm dissolved Cu the root growth was reduced by 40% However, the same reduction occurred for 1-ppm dissolved Zn. For dissolved Pb, results reveal toxicity above 0.1 and 0.6 ppm at the beginning and the end of the Toledo river water, respectively.
  • Extension of the IsaViz software for the representation of metabolic and regulatory networks Engineering And Technology

    Veiga, Diogo Fernando; Cecconello, Pedro de Stege; Lucca, José Eduardo de; Porto, Luismar Marques

    Abstract in Portuguese:

    A determinação de vias metabólicas e regulatórias de microrganismos é essencial para estudos pós-sequenciamento de DNA, com aplicações diretas em várias áreas da biotecnologia, em especial em engenharia metabólica. Neste trabalho desenvolvemos uma extensão do software IsaViz, editor de grafos RDF (Resource Description Framework), com a finalidade de criar um ambiente gráfico para a construção de modelos de vias metabólicas e regulatórias. Este ambiente, o Metabolic IsaViz, foi integrado a uma biblioteca de tipos genômicos, modelada com base em ontologias, sendo que as vias bioquímicas podem incluir dados ao nível de seqüência (como a seqüência de aminoácidos das enzimas), além de parâmetros cinéticos e termodinâmicos. Os modelos criados com o Metabolic IsaViz podem ser exportados para simuladores de vias metabólicas através da linguagem SBML (Systems Biology Markup Language) para análise da formação de metabólitos de interesse.

    Abstract in English:

    In this work we developed an extension of IsaViz software, a RDF (Resource Description Framework) authoring tool, designed to be a graphical environment to build models of metabolic and regulatory networks. This environment, called Metabolic IsaViz, was linked to a genomic library of types and was modeled on the basis of ontologies. Biochemical pathways included data at sequence level (e.g., the amino acid sequence of enzymes), besides kinetic and thermodynamic parameters for the reactions. Models created with Metabolic IsaViz could be exported to pathways simulators through SBML (Systems Biology Markup Language), which allowed to analyze the pathway dynamics of target chemicals.
  • Photo-fenton remediation of wastewaters containing agrochemicals Engineering And Technology

    Teixeira, Antonio Carlos Silva Costa; Mendes, Lucas; Stollar, Giselle; Guardani, Roberto; Nascimento, Cláudio Augusto Oller do

    Abstract in Portuguese:

    Neste trabalho, estuda-se a degradação fotoquímica de defensivos agrícolas presentes em efluentes aquosos, por meio de processos oxidativos avançados (POAs). Tais processos são baseados na ação do radical hidroxila (HO•), oxidante poderoso e não seletivo. Em particular, o processo foto-Fenton é avaliado quanto à redução da demanda química de oxigênio (DQO) e do teor de carbono orgânico dissolvido (COD), e ao aumento de biodegradabilidade dos efluentes. Os resultados abrem perspectivas para emprego de irradiação solar e aplicação em escala comercial a baixo custo.

    Abstract in English:

    The photochemical degradation of agrochemicals in aqueous solution by means of advanced oxidation processes (AOPs) was studied. The photo-Fenton process was evaluated in terms of the time evolution of dissolved organic carbon (COD) and chemical oxygen demand (DOC), their total removals, and increase in biodegradability of treated wastewater. Under the experimental conditions studied, the process showed to be superior to other AOPs, at any Fe(II) and H2O2 concentrations. The results pointed towards the use of solar irradiation and low cost commercial application.
  • A computational fluid dynamics study of hydrogen bubbles in an electrochemical reactor Engineering And Technology

    Cavalcanti, Renata da Silva; Farias Neto, Severino Rodrigues de; Vilar, Eudésio Oliveira

    Abstract in Portuguese:

    A maioria dos reatores eletroquímicos apresenta reações com crescimento e desprendimento de bolhas de gás influenciando na hidrodinâmica dos reatores e seu estudo é, geralmente, complexo representando um campo amplo para pesquisas. O presente artigo teve por objetivo estudar um sistema bifásico (gás-líquido) visando prever a influência do desprendimento das bolhas de hidrogênio geradas na superfície específica do eletrodo localizada na semicélula catódica. No entanto, foi idealizado que o gás fora injetado no interior da semicélula através da superfície específica do eletrodo. Com esta hipótese, foi possível estudar e analisar numericamente o comportamento hidrodinâmico das bolhas de hidrogênio no interior do domínio de estudo, aplicando-se os conceitos de fluidodinâmica computacional usando o aplicativo computacional CFX-4 para aplicação do modelo MUSIG ("Multiple-size-group") levando em consideração os fenômenos da coalescência e da distribuição do diâmetro das bolhas.

    Abstract in English:

    Most electrochemical reactors present reactions with the growth and departure of gas bubbles which influence on the reactor hydrodynamics and this study is usually complex, representing a vast field for research. The present paper had as objective to study a bi-phase (gas-liquid) system aiming to foresee the influence of departure of hydrogen bubbles generated on effective electrode surface situated on cathodic semi-cell. Nevertheless, it was idealized that the gas was injected into the semi cell, through the effective electrode surface With this hypothesis, it was possible to study, and numerically analyze, the hydrodynamic behavior of the hydrogen bubbles in the interior of the study domain, applying concepts of computational fluid dynamics by using the computational applicative CFX-4 for the application of the MUSIG ("MUltiple-SIze-Group") model, taking into consideration the phenomena of coalescence and the distribution of the diameter of the bubbles.
  • Evaluation of the extraction process of the essential oil from Cymbopogon schoenanthus with pressurized carbon dioxide Engineering And Technology

    Sousa, Elisa Maria Bittencourt Dutra de; Câmara, Ana Paula Costa; Costa, Wallace Albuquerque; Costa, Adriano Cezar J.; Oliveira, Humberto Neves Maia; Galvão, Elisângela Lopes; Marques, Márcia Maria Ortiz

    Abstract in Portuguese:

    O objetivo deste trabalho é apresentar um estudo do processo de extração do óleo essencial de Cymbopogon schoenanthus Spreg com CO2 pressurizado, e comparar os resultados obtidos com um processo convencional de extração. Os experimentos foram realizados numa temperatura de extração de 15ºC, pressão de 66,7 bar e vazão média de 1,23 gCO2/min. O processo ocorreu num extrator em leito fixo e foi adotado o método dinâmico para o cálculo da solubilidade. A extração com solvente orgânico foi realizada com etanol através de uma incubadora a 15ºC, seguida de filtração a vácuo e posterior evaporação do solvente. A composição do óleo foi analisada por cromatografia gasosa acoplada a espectrômetro de massa. A extração com CO2 apresentou um rendimento de 2,78% e solubilidade de 1,51.10-2 g óleo/g CO2.

    Abstract in English:

    The objective of this work was to study the essential oil extraction process of Cymbopogon schoenanthus Spreg with pressured CO2, and to compare the results with a conventional extraction process. The experiment was conducted at 15°C, 66.7 bar and a medium flow rate of 1.23 g CO2/min, in a fixed bed extractor and a dynamic method was adopted for the solubility calculation. The solvent extraction was realized with ethanol in an incubator, followed by a vacuum filtration and solvent evaporation. The composition of the oil was analyzed by a gas chromatography connected to a mass spectrometer. The extraction with CO2 showed a yield of 2.78%, and solubility of 1.48 x 10-2 g oil/ g CO2.
  • Chemical and biological evaluation of rejects from the wood industry Engineering And Technology

    Granato, Daniel; Nunes, Domingos Sávio; Mattos, Patrícia Póvoa de; Rios, Ester de Moura; Glinski, Adeline; Rodrigues, Luciana Collares; Zanusso Júnior, Gerson

    Abstract in Portuguese:

    Este estudo visa a caracterização química e a avaliação da atividade antimicrobiana de extratos obtidos a partir de rejeitos resultantes do beneficiamento de madeiras nobres comercializadas no Paraná: Peroba-Rosa (Aspidosperma sp.), Roxinho (Peltogyne sp.), Jatobá (Hymenaea sp.), Curupixá (Micropholis sp.), Itaúba (Mezilaurus sp.), Cedrilho (Erisma sp.) e Imbúia-do-Norte (Licaria sp.), cujas identificações botânicas basearam-se em estudos anatômicos. Os extratos foram preparados com diversos solventes, analisados por CCD e espectrometria UV/VIS, testando-se contra: Proteus mirabilis ATCC15290, Escherichia coli ATCC25922, Enterobacter aerogenes ATCC13048, Staphylococcus aureus ATCC25923, Micrococcus luteus ATCC9341, Klebsiella pneumoniae ATCC13883, Pseudomonas aeroginosa ATCC27853, e Staphylococcus aureus, Streptococcus mutans e Bacillus cereus isolados da clínica. O extrato etanólico de Peroba-Rosa, contendo alcalóides, apresentou atividade contra P. mirabilis. Os extratos metanólicos do Jatobá, Itaúba e Imbúia, contendo fenóis, e o extrato de Roxinho obtido com acetato de etila contendo fenóis e terpenóides, foram ativos contra K. pneumoniae, M. luteus, E. coli, S. aureus e P. mirabilis. Nenhum dos extratos foi ativo contra P. aeroginosa, S. mutans e E. aerogenes.

    Abstract in English:

    This study aimed chemical characterization and microbiological evaluation of extracts obtained from the waste of woods marketed in Paraná State: Peroba-Rosa (Aspidosperma sp.), Roxinho (Peltogyne sp.), Jatobá(Hymenaea sp.), Curupixá (Micropholis sp.), Itaúba (Mezilaurus sp.), Cedrilho (Erisma sp.) and Imbúia (Licaria sp.), whose botanical identifications were based on anatomical studies. The extracts were prepared with different solvents, analyzed by TLC and UV/VIS techniques, and tested against: Proteus mirabilis ATCC15290, Staphylococcus aureus ATCC25923, Escherichia coli ATCC25922, Enterobacter aerogenes ATCC13048, Micrococcus luteus ATCC9341, Klebsiella pneumoniae ATCC13883, Pseudomonas aeroginosa ATCC27853, Staphylococcus aureus, Streptococcus mutans and Bacillus cereus isolated from the clinic. The ethanol extract from Peroba-rosa containing alkaloids showed activity against P. mirabilis. Itaúba, Jatobá and Imbúia methanol extracts containing phenolics, and the Roxinho ethyl acetate extract containing terpenoids and phenolics were active against K. pneumoniae, M. luteus, E. coli, S. aureus and P. mirabilis. P. aeroginosa, S. mutans and E. aerogenes were resistant to the extracts.
  • Nitrification in hybrid reactor with a recycled plastic support material Engineering And Technology

    Wolff, Delmira Beatriz; Ochoa, Juan Carlos; Paul, Etienne; Costa, Rejane Helena Ribeiro da

    Abstract in Portuguese:

    Este trabalho investiga a nitrificação em um reator-piloto híbrido de leito móvel agitado, que utiliza um plástico reciclado de baixa densidade como material suporte para o crescimento da biomassa. O preenchimento do reator com o suporte era 20% de seu volume útil (22L). A vazão de alimentação e recirculação era de 45 L/dia. O reator foi operado com temperatura de 16ºC, em duas fases, de acordo com a idade do lodo: fase A = 10 dias e fase B = 3 dias (valores médios). As cargas volumétricas médias aplicadas, de nitrogênio e orgânicas foram de 0.16KgNTK/m³dia e de 1kgDQO/m³dia, respectivamente. Os resultados mostraram uma redução média de nitrogênio de 95% e de DQO de 89%, nas duas fases (A e B). A eficiência de remoção de nitrogênio deste reator mostrou ser independente da idade do lodo.

    Abstract in English:

    This work investigated the nitrification in a hybrid moving bed pilot scale reactor, which used a low density recycled plastic support material for biomass growth. The filling rate was 20% of its working volume (22L). The feeding and recirculation outflow was 45L/day. The reactor operated at a temperature of 16ºC, in two phases, according to the sludge retention time (SRT): A phase was 10 days and B phase was 3 days (average values). The applied average volumetric nitrogen and organic loads were 0.16KgTKN/m3.day and 1kgCOD/m³.day, respectively. The results showed an average nitrogen removal of 95% and average COD removal of 89%, in both A and B phases. Nitrogen removal rates were independents of the SRT.
  • Production of CO2 in crude oil bioremediation in clay soil Engineering And Technology

    Baptista, Sandro José; Cammarota, Magali Christe; Freire, Denize Dias de Carvalho

    Abstract in Portuguese:

    O objetivo do trabalho foi avaliar a biodegradação de petróleo em solo argiloso durante 45 dias de ensaios. Os ensaios de biodegradação foram conduzidos em biorreatores aeróbios de leito fixo, com 300 g de solo contaminado, à temperatura ambiente e com uma vazão de ar de 6 L/h. As deficiências nutricionais foram corrigidas com 2,5% (p/p) (NH4)2SO4 e com 0,035% (p/p) KH2PO4. O monitoramento foi realizado em função da produção de CO2, da remoção de matéria orgânica (OM), de óleos e graxas (OandG) e de hidrocarbonetos totais de petróleo (TPH), além bactérias heterotróficas totais (BHT) e hidrocarbonoclásticas (BHc), no início e após 45 dias. Nos biorreatores onde houve maior crescimento de bactérias hidrocarbonoclásticas e maior produção de CO2, obteve-se os melhores percentuais de remoções de MO (50%), OandG (37%) e TPH (45%).

    Abstract in English:

    The aim of the present work was to evaluate the biodegradation of petroleum hydrocarbons in clay soil a 45-days experiment. The experiment was conducted using an aerobic fixed bed reactor, containing 300g of contaminated soil at room temperature with an air rate of 6 L/h. The growth medium was supplemented with 2.5% (w/w) (NH4)2SO4 and 0.035% (w/w) KH2PO4. Biodegradation of the crude oil in the contaminated clay soil was monitored by measuring CO2 production and removal of organic matter (OM), oil and grease (OandG), and total petroleum hydrocarbons (TPH), measured before and after the 45-days experiment, together with total heterotrophic and hydrocarbon-degrading bacterial count. The best removals of OM (50%), OandG (37%) and TPH (45%) were obtained in the bioreactors in which the highest CO2 production was achieved.
  • Remediation of polluted soils contaminated with Linear Alkyl Benzenes using Fenton's reagent Engineering And Technology

    Silva, Douglas do Nascimento; Zagatto, Paulo José Piacentini; Guardani, Roberto; Nascimento, Cláudio Augusto Oller

    Abstract in Portuguese:

    Os Linear Alquilbenzenos (LABs) são usados como fluido refrigerante de cabos elétricos. Quando ocorre um vazamento, os LABs ficam basicamente adsorvidos no solo, pois, são compostos bastante hidrofóbicos e com baixa pressão de vapor. Os métodos convencionais de tratamento de solos não são eficientes. A reação de Fenton (solução de ferro II e peróxido de hidrogênio) gera radicais hidroxila, não seletivos, e capazes de oxidar uma grande variedade de compostos orgânicos, chegando a mineralização dos mesmos. Neste trabalho foi estudada a viabilidade de utilização dos reagentes de Fenton para promover a remediação de solos contaminados com LABs. Utilizou-se uma coluna especialmente projetada para estes experimentos, empacotada com um solo arenoso e outro argiloso. O pH do solo não foi alterado. Os resultados obtidos demonstram a viabilidade técnica do processo de injeção dos reagentes de Fenton para o tratamento de áreas contaminadas com LABs.

    Abstract in English:

    Linear Alkyl Benzenes (LABs) are used as insulating oil for electric cables. When it happens a spill, LABs they are basically sorbed in the soil, because, these compounds have high hidrophobicity and low vapor pressure. The conventional methods of treatment of soils are not efficient. The Fenton's reaction (reaction between a solution of iron II and hydrogen peroxide) it generates hydroxyl radicals, not selective, and capable of oxidize a great variety of organic compounds. A study was conducted to evaluate the viability of use of the Fenton's reagents to promote the remediation of polluted soils with Linear Alkyl Benzenes. A column was especially projected for these experiments, packed with a sandy and other soil loamy. The pH of the soil was not altered. The obtained results demonstrated the technical viability of the process of injection of the Fenton's reagents for the treatment of polluted areas with LABs.
  • Numerical study of n-pentane separation using adsorption column Engineering And Technology

    Silva, Adriano da; Mariani, Viviana Cocco; Souza, Antônio Augusto Ulson de; Souza, Selene Maria de Arruda Guelli Ulson

    Abstract in Portuguese:

    Neste trabalho é simulada numericamente a separação de n-pentano de uma mistura contendo iso-pentano, n-pentano em uma corrente de nitrogênio (inerte), em uma coluna de adsorção de leito fixo empacotada com zeólita 5A. São apresentadas as equações do modelo matemático da transferência de calor e massa na coluna de adsorção, bem como suas condições de contorno e iniciais, além de algumas hipóteses e considerações. Utiliza-se o Método de Volumes Finitos para discretizar as equações e obter um sistema de equações algébricas aproximadas e posterior desenvolvimento do algoritmo computacional. Os resultados numéricos utilizando as interpolações Diferença Central (CDS) e Upwind (UDS) são comparados com resultados experimentais obtidos na separação do n-pentano encontrados na literatura. A influência da pressão parcial no desempenho da coluna de adsorção de leito fixo também é analisada.

    Abstract in English:

    This work simulated numerically the n-pentane separation of a mixture of iso-pentane, n-pentane and nitrogen, using an adsorption column with zeolite 5A. The mathematical model equations of the mass and heat transfer in the adsorption column are presented, as well as the boundary and initials conditions, beyond some hypotheses and considerations. The Volume Finite Method was used in the discretization of the equations to get the system of algebraic equations and posterior development of the computational algorithm. The numerical results using the Differencing Central (CDS) and Upwind (UDS) interpolations were compared with experimental results found in the literature. The influence of the partial pressure in the adsorption column performance was also analyzed.
  • Adsorption of natural dyes on clay fixed on polymers Engineering And Technology

    Lopes, Toni Jefferson; Gonçalves, Odinei Hess; Barros, Ricardo Barbosa; Capelli, Francine Carla Rodrigues; Machado, Ricardo Antonio Francisco; Quadri, Mara Gabriela Novy; Quadri, Marintho Bastos

    Abstract in Portuguese:

    O objetivo deste trabalho foi estudar formas de minimizar efeitos indesejáveis como a colmatação em leitos constituídos de argila através de sua fixação sobre a superfície de partículas poliméricas. Foram realizados ensaios preliminares aquecendo a argila Tonsil Terrana 580FF em estufas para se observar a variação da sua capacidade de adsorção de antocianinas de repolho roxo. Posteriormente, foram utilizadas 5 amostras de polietileno de alta densidade para a fixação da argila a temperaturas de 180°C-210°C durante 2 horas. As análises morfológicas das partículas obtidas foram realizadas através de microscopia eletrônica de varredura. Os experimentos preliminares demonstraram um incremento máximo de 15,65% na capacidade adsortiva da argila (120°C, 30 horas) e 16,80% (170ºC, 2 horas). Estes resultados mostram que é possível obter pellets com depósito de adsorventes de fina granulometria fixados superficialmente.

    Abstract in English:

    The main purpose of this work was to produce a pellet to minimize undesirable effects in fixed beds, such as colmatation, through clay fixation on the surface of polymeric particles. Preliminary experiments were carried out by heating the clay, namely Tonsil Terrana 580FF, in order to observe variations on its capacity to adsorb anthocyanins derived from red cabbage. Clays was fixed on five samples of high density polyethylene (HDPE) at 180°C -210°C for two hours. The morphological analyses of the resulting particles were accomplished through Scanning Electron Microscopy (SEM). The experiments demonstrated an increase on clay's adsorptive capacity of 15.65% at 120°C for 30 hours and 16.80% at 170°C for two hours. The SEM analysis showed that the clay particles adhered on the external surface of the pellets .These results show that it is possible to obtain polymeric pellets using HDPE coated with clay.
  • Tanneries: from waste to sustainability Engineering And Technology

    Farenzena, Marcelo; Ferreira, Luciane da Silveira; Trierweiler, Jorge Otávio; Aquim, Patrice Monteiro de

    Abstract in Portuguese:

    O principal objetivo deste trabalho é a busca de uma solução mais eficiente e ambientalmente correta para a indústria do curtimento do couro (curtumes). Os curtumes são indústrias altamente consumidoras de águas e enfrentam sérios problemas com a geração de efluentes. Neste artigo, avaliaram-se alternativas de reuso da água de processo, as quais foram obtidas através da resolução de um problema de programação não-linear, visando minimizar o consumo de água em curtumes, mantendo a qualidade do produto final. Os resultados alcançados foram muito promissores e apontam para um potencial significativo de redução no consumo de água. Baseado no simples reuso de correntes, o consumo de água já pode ser reduzido significativamente, em torno de 70%. A solução obtida, além de reduzir o consumo de água, diminui significativamente o consumo de reagentes químicos e consequentemente a carga de poluentes a serem tratados posteriormente.

    Abstract in English:

    The aim of this work was to look for an efficient and environmentally safe solution for the leather tanning industry through a problem of non-linear programming. The results were promising and showed a significant potential of wastewater reduction. Reuse of internal streams reduced around 70% wastewater. The solutions obtained could reduce significantly the amount of chemicals and consequently the amount of waste to be treated.
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