Dissertações - Engenharia de Biomateriais e Bioprocessos (Mestrado Profissional) - FCFAR

URI Permanente para esta coleção

https://hdl.handle.net/11449/180919

Navegar

Agora exibindo 1 - 20 de 59

Desenvolvimento e construção de uma impressora 3d para obtenção de scaffolds por meio da tecnologia FDM
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023-05-29) Oliveira, Alessandro de; Guastaldi, Antônio Carlos; Carvalho, Jonas de; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
A tecnologia de manufatura aditiva já se tornou uma importante ferramenta para os ramos de pesquisa e de desenvolvimento de produtos nas indústrias, universidades e sociedade em geral. Devido a rapidez e baixo custo de produção de protótipos ou até mesmo partes funcionais de um mecanismo, essa tecnologia ganha espaço a cada dia e abre portas para novas linhas de pesquisa. Da mesma maneira que a área de desenvolvimento de produtos, a engenharia de tecidos tem a cada dia avançado no desenvolvimento de materiais e processos capazes de produzir tecidos, órgãos e próteses de forma rápida, segura e que possam ser implantados em organismos vivos permitindo a regeneração de tecidos perdidos ou mesmo implantados de forma a solucionar problemas de saúde ou possibilitar melhor qualidade de vida seja a um ser humanos ou animal. Dessa forma a área de engenharia de biomateriais tem trabalhado em pesquisas e desenvolvimentos de materiais que possuam propriedades adequadas a aplicação em engenharia de tecidos. Tal tarefa é dificultada pela falta de equipamentos capazes de transformar os materiais desenvolvidos em modelos tridimensionais com propriedades químicas e físicas ideais para a aplicação em regeneração óssea, seja pela indisponibilidade de impressoras adequadas ou pelo alto custo de aquisição de máquinas sofisticadas. Por este motivo, o este trabalho possibilitou o desenvolvimento de uma impressora 3d capaz de imprimir modelos tridimensionais a partir de filamentos compostos de biomaterial. Além do desenvolvimento, também foi explorado e apresentado os parâmetros de impressão de acordo com as características do biomaterial utilizado, contribuindo assim para o avanço dos estudos e ensaios práticos do comportamento desses materiais na regeneração de tecidos de forma rápida, precisa e a um custo acessível.
Aproveitamento da água residual da termorretificação do cedro indiano e avaliação do potencial de aplicação como biofertilizante
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023-05-23) Santos, Victor Galvão dos; Goveia, Danielle [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Na busca por técnicas para reduzir a poluição ambiental, bem como de novas matérias-primas a serem utilizadas, torna-se cada vez mais comum a realização de pesquisas e estudos para aproveitamento de resíduos gerados pelas indústrias. A termorretificação da madeira produz, por suas características, um líquido residual contendo frações de matéria vegetal, oriundas da degradação parcial da madeira. Desse modo, o presente trabalho buscou avaliar o aproveitamento do líquido residual da termorretificação de madeira da espécie Acrocarpus fraxinifolius (Cedro Indiano) como biofertilizante. Foram realizados análise de macro e micronutrientes, ensaios de germinação, com sementes de milho (Zea mays), além disso, efetuaram-se testes de toxicidade, aguda (com Daphnia magna) e crônica (com Desmodesmus subspicatus), de modo a avaliar possíveis efeitos danosos do líquido residual, partindo posteriormente para a Avaliação e Identificação de Toxicidade (AIT). Utilizou-se um delineamento em blocos casualizados, aplicando-se tratamentos com concentrações de 0 (tratamento de controle); 1; 2; 3; 4 e 5 mL (ensaio de germinação). A análise química indicou teores satisfatórios de Ca, Mg, Cu, Fe, Mn, Zn e K, no que diz respeito à aplicação como biofertilizante. Durante o ensaio de germinação, as sementes que receberam doses do líquido residual não apresentaram desenvolvimento, ou seja, somente as sementes que foram irrigadas com água germinaram. Assim, os testes de toxicidade tiveram o objetivo de avaliar se o líquido é tóxico. O teste de toxicidade aguda indicou um fator de toxicidade (FT) >16 (unidade de medida que expressa quantas vezes a toxicidade de um material ultrapassa o limite estabelecido pela legislação), expressando efeitos tóxicos por parte do resíduo. Logo, o ensaio de Avaliação e Identificação da Toxicidade (AIT) foi utilizado para encontrar o composto químico tóxico presente no líquido. Desse modo, detectou-se concentrações de compostos fenólicos acima da legislação vigente (CONAMA – Resolução 430 de 2011). Tais compostos, provavelmente, originaram-se da degradação parcial da lignina presente na madeira e podem ser prejudiciais a ambientes aquáticos, devido à sua letalidade a organismos aquáticos, de modo que, mesmo em doses pequenas, pode causar a mortandade de peixes. Portanto, o líquido residual produzido durante a termorretificação da madeira de Cedro Indiano não apresentou viabilidade para aplicação como biofertilizante. Pode-se realizar tratamentos no resíduo, com o objetivo de neutralizar seus efeitos tóxicos, avaliando-se, posteriormente, sua utilização como biofertilizante ou ensaios para extração do fenol presente, para uso como matéria-prima em indústrias químicas.
Desenvolvimento de biopolímeros à base de nanocelulose com potencial para desintoxicação humana por glifosato
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023-05-29) Lessa, Suzan da Silva [UNESP]; Goveia, Danielle [UNESP]; Tonello, Paulo Sergio; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Para a economia brasileira, a produção agrícola é um dos setores mais importantes e se mostrou fundamental e resiliente nos anos de crise provocada pela pandemia da Covid-19. Em contrapartida, o uso intenso de agrotóxicos, tem causado intoxicação, poluição do meio ambiente etc. Quanto à intoxicação humana, o glifosato ocupa a segunda posição nos casos que levaram a atendimento médico entre 2010 e 2019. O tratamento para a intoxicação por glifosato não tem um antídoto específico e se restringe à manutenção das funções fisiológicas e monitoramento, para casos mais graves adota-se lavagem gástrica, administração de carvão ativado e hemodiálise. Pelo exposto, esse trabalho tem por objetivo demonstrar a viabilidade para o desenvolvimento de um material natural, não tóxico e sustentável, como alternativa para a remediação nos casos de intoxicação oral por glifosato. Para a quantificação do glifosato, usamos a técnica da espectrofotometria na faixa do ultra violeta – visível (UV-VIS). Dois materiais foram testados para verificar a capacidade de remoção do glifosato em meio aquoso: 1) nanocelulose, obtida por meio do processo físico de desfibrilação da celulose e 2) nanocelulose modificada por inclusão de grupos amino. Diferentes formas das nanoceluloses foram testadas: contida em membrana de diálise, diretamente na solução, empacotada em coluna e filme seco. Esses testes com a nanocelulose obtiveram melhores resultados, com capacidade de adsorção, em média, 9% de remoção. A Nanocelulose Modificada teve capacidade de remoção do glifosato maior do que a da nanocelulose original (27,9% de remoção). Realizaram-se apenas os testes cinéticos com filmes secos, devido à facilidade, resultados de estabilidade e de interação com o glifosato. Ao verificar os resultados utilizando a quantidade de glifosato (mg) adsorvida por grama do adsorvente obtida pelos estudos cinéticos plotados no modelo de pseudoprimeira ordem (Nanocelulose: qe = 4,7 mg.g-1 e Nanocelulose Modificada: qe = 6,1 mg.g-1) conclui-se que a nanocelulose modificada apresenta potencial para promover a descontaminação de pessoas intoxicada por glifosato.
Desenvolvimento de protótipo para remoção de biofilmes em tubulações de água do circuito de hemodiálise utilizando radiação Ultravioleta-C
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023-03-29) Storion Junior, Fernando Antonio [UNESP]; Almeida, Ana Maria Fusco [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
O tratamento de hemodiálise, que realiza o processo de filtragem artificial dos rins, é altamente invasivo e torna seus pacientes imunossuprimidos. Os quase 150 mil pacientes que realizam hemodiálise por ano apresentam uma taxa anual de morte de 25% e tem a contaminação como a segunda maior causa de morte. Dentre a diversas formas que uma pessoa com doença renal crônica (DRC) tem de se contaminar, a contaminação da água é uma das mais relevantes, pois um paciente entra em contato com até 600L de água por semana, que cairá diretamente em sua corrente sanguínea. Um dos maiores problemas da contaminação da água é a formação de biofilmes nos ductos que ligam a estação de tratamento às máquinas de hemodiálise, pois trata-se de um sistema longo e interconectado que normalmente recebe apenas uma desinfecção química mensal. Esses biofilmes podem liberar endotoxinas capazes de causar diversas comorbidades e até a morte. Portanto, este trabalho traz uma solução para a esterilização de paredes dos ductos de água de hemodiálise, que é a esterilização através de LEDs emissores de radiação Ultravioleta-C (UVC), uma onda eletromagnética capaz de quebrar cadeias de DNA dos microrganismos. Este trabalho consistiu na: comprovação microbiológica de eficácia dos LEDs UVC contra os biofilmes fúngicos e bacterianos das principais espécies encontradas em circuitos de hemodiálise através da confecção de um corpo de prova que foi aplicado sobre placas de microtitulação de 96 poços; na pesquisa e construção de um protótipo que funcione como um cateter invólucro de fitas de LED UVC e que pudesse ser introduzido dentro das tubulações dos circuito de tratamento de água de hemodiálise. Resultados mostraram a viabilidade e exequibilidade do protótipo, bem como o potencial de esterilização dos LEDs UVC frente a biofilmes fúngicos de leveduras e filamentosos e biofilmes bacterianos em estado de completa maturação com uma dose de 2,3J/cm² aplicado durante 2h.
Produção de ácido lático a partir de melaço de soja: prospecção tecnológica, seleção de microrganismos, fermentação e modelagem matemática
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023-03-30) Costa, Edson Maluf da [UNESP]; Oliveira, Samuel Conceição de [UNESP]; Vieira, Érika Durão; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
A produção do ácido lático vem recentemente aumentando devido à sua importância como precursor na fabricação de plásticos biodegradáveis tais como o polilactato (PLA). Visando à redução do custo da matéria-prima, o uso de subprodutos como fonte de carbono de baixo custo para a produção de ácido lático é bastante atraente. O melaço de soja, disponível no Brasil, possui grande potencial como matéria-prima para fermentação, por ser fonte renovável de carbono para obtenção de blocos construtores de interesse industrial, tais como o ácido lático (AL). Neste contexto, o presente trabalho visa estudar a produção de ácido lático a partir dos açúcares presentes no melaço de soja. O estudo explorou o uso de duas preparações distintas de meios à base de melaço de soja antes de seu uso no processo fermentativo: melaço de soja in natura (MS) e do melaço de soja hidrolisado (MSH). Para a bioconversão de interesse, foram testadas 12 cepas de Enterococcus e Lactobacillus capazes de converter os açúcares, identificadas por meio de um teste screening para acidificação em placas de ágar sólido e ensaios de fermentação em incubador rotativo. O Lactobacillus sp RE 07 foi a cepa que apresentou maior adaptabilidade, sendo selecionada para estudos posteriores de fermentação. As fermentações de meios à base de MS e MSH mostraram que o microrganismo selecionado consome os açúcares redutores disponíveis no meio segundo uma cinética de 1a ordem com produção de ácido lático evidenciada pela redução de pH durante o bioprocesso. Após este estudo laboratorial foi feita uma modelagem matemática do sistema fermentativo levando-se em conta a quebra dos açúcares complexos visando uma maior produtividade, além da realização de um estudo preliminar de viabilidade econômica do processo. Assim, o melaço de soja pode ser considerado como uma matéria-prima promissora para processos de bioconversão, como a produção de ácido lático, representando uma fonte de menor custo, renovável e rica em açúcares fermentescíveis.
Utilização de resíduos industriais na produção dos blocos de concreto
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2022-12-14) Zanquetta, Tales Ricardo Ferreira [UNESP]; Graeff, Carlos Frederico de Oliveira [UNESP]; Herculano, Rondinelli Donizetti [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Vários segmentos da sociedade têm se voltado para os conceitos da sustentabilidade, pesquisando alternativas para diminuir os impactos causados pelo consumo, muitas vezes, indiscriminado de matéria-prima e pelo enorme volume de resíduos gerados, entre os quais se incluem as esponjas de poliuretano e fibra abrasiva, a popular esponja de lavar louça - verde e amarela. O destino de resíduos industriais de esponjas de poliuretano e fibra abrasiva, para outras finalidades que não sejam os aterros sanitários, como a utilização em blocos de concreto, caracteriza-se como importante medida de valorização de resíduos sólidos e redução do desperdício de matéria prima. Deste modo, este trabalho tem como objetivo analisar viabilidade técnica da utilização de resíduos das esponjas produzidas em uma indústria do segmento de produtos de limpeza e agregar valor a estes resíduos incorporando-os em blocos de concreto. Para tal um estudo experimental foi feito com os resíduos de PU e fibra, onde foram moídos até granulação ideal para produção dos blocos de concreto. Corpos de prova com a incorporação de PU-fibra em 5%, 10%, 20% e um bloco de referência 0% foram produzidos. Um primeiro ensaio exploratório com os corpos de prova indicou que o bloco com 5% de PU e fibra obteve 49,21% mais resistência em comparação com o de referência (3,76 MPa). Os resultados preliminares mostram que o bloco com até 5% de PU possui propriedades superiores ao concreto convencional. Os blocos produzidos com 10 e 20% de PU podem ser ajustados para serem utilizados como blocos de concreto para vedação, possuindo resistência de ~2 MPa, sendo empregados para paredes e muros, conforme a NBR 6136/2016. Consequentemente, uma análise em quintuplicata constatou que os materiais escolhidos, bem como o tempo de cura influencia no comportamento (compressão). A espectroscopia no infravermelho mostrou que o polímero está ligado fracamente a cerâmica (adsorção química), e esse comportamento foi comprovado pelas micrografias de MEV, em que observamos o polimero adsorvido no concreto. Desta forma, encontramos uma destinação apropriada para este resíduo, minimizando os possíveis impactos ambientais, causados pela destinação inadequada, além da agregarmos valor econômico para esse resíduo.
Produção de Hypnea Pseudomusciformis (Rhodophyta) em sistemas land-based e avaliações químicas aplicadas à bioprodutos
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2023-03-24) Ribeiro, Oseas de Paula [UNESP]; Machado, Levi Pompermayer [UNESP]; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
A demanda mundial de macroalgas como matéria prima tem crescido nas últimas décadas para aplicação em diversos setores, especialmente alimentício humano e animal, farmacêutico e, mais recentemente, agrícola. Essas macroalgas marinhas constituem um recurso de relevante importância mundial, movimentando um mercado de US$ 10 bilhões anualmente, seja em biomassa seca, ficocolóides como carragena e extratos. Ausência de bancos de matrizes, dificuldades no processo de produção de mudas de qualidade e da produção viável de biomassa de algas são os maiores desafios tecnológicos para produção em larga escala no Brasil. Nesse contexto, o presente estudo teve como objetivo aplicar metodologias de micropropagação, cultivo em laboratório e produção em land-based para novas soluções de nutrientes e bioprocessos de produção para obtenção de biomassa bioprodutos com valor agregado. Assim, avaliamos: O crescimento da macroalga em resposta a meios de cultivo desenvolvidos com enriquecimento por nutrientes em comparação a formulações convencionais em sistema de micropropagação em laboratório; O efeito de técnicas de plantio no crescimento e qualidade das mudas de algas nos tanques de produção; Determinar o crescimento e teor de proteínas das algas mantidas em 1) free floating com aeração, 2) Free floating em tanques cônicos com fluxo ascendente de água e 3) dentro de redes tubulares e avaliar composição mineral, pigmentos e proteínas da macroalga cultivada nos diferentes tratamentos. Os resultados observados indicaram ausência de diferenças significativas em resposta a diferentes doses de solução de macro e micronutrientes minerais (SMN) e solução de von Stosch (VSES). A adição de bromo e vanádio bem como vitaminas ao SMN tiveram efeito positivo no crescimento. O tratamento em tanque cônico com fluxo ascendente apresentou os resultados superiores frente aos demais sistemas, sendo registrado 11,59 ± 1,2 %/dia para TCR (taxa de crescimento relativa). Os valores que obtivemos para proteínas totais, pigmentos e minerais em nosso sistema de produção foram equivalentes aos observados para espécies similares em unidades de produção land-based comercial de aquicultura em Israel e Portugal e superiores aos da maricultura no Brasil. Assim, o presente trabalho contemplou o desenvolvimento e aperfeiçoamento de tecnologia de bioprocesso para sistema land-based de aquicultura em escala piloto, produção de biomassa da macroalga marinha e composição química adequada para utilização como matéria prima aplicada em bioprodutos para múltiplos usos, especialmente o agronegócio.
Avaliação da suplementação de mosto com nutrientes inorgânicos em processo de produção de bioetanol
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2022-12-01) Montiel, Davi Gorla; Masarin, Fernando; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
A escassez de nutrientes minerais nos mostos de produção industrial de bioetanol tem sido uma constante preocupação dentro da cadeia produtiva, por trazer sérios prejuízos ao processo de produção, como por exemplo, baixo rendimento fermentativo e insuficiência da conversão de açúcares em etanol comprometendo a vitalidade do fermento (células de Saccharomyces cerevisiae), as quais necessitam de cofatores enzimáticos para metabolizarem os açúcares de maneira efetiva. Dentro do âmbito deste contexto, o presente projeto avaliou e quantificou a concentração de íons minerais e metais tóxicos do processo fermentativo de uma Usina de etanol, por conseguinte, determinou-se o teor dos principais componentes presente na fermentação. Assim, foi verificado através de um balanço de minerais às necessidades do fermento a determinados elementos químicos. Desta forma, foi quantificado déficits de macronutrientes e micronutrientes minerais tornando-se mensurável os teores necessários para a respectiva suplementação. Através disso, foram realizados ensaios de fermentações em escala de laboratório com diferentes condições de sólidos solúveis em mosto (20, 24, 26 °Brix) que determinaram os principais parâmetros de produtividade em resposta à aplicação de dois nutrientes comerciais de forma combinada. Entre as condições avaliadas, os ensaios com mosto 24 e 26 ° Brix suplementados com a linha de nutrientes inorgânicos ®Nitrofós, apresentaram melhores resultados aumentando em média 7 pontos percentuais da eficiência fermentativa em relação ao controle sem adição do produto. Além disso, as fermentações suplementadas com o produto apresentaram maiores níveis de vitalidade celular, indicando aumento do metabolismo redutor da glicose por meio da nutrição de S.cerevisiae.
Avaliação do potencial de remoção de DQO de água de vaca por eletroflotação
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2022-11-04) Costa Filho, Paulo Alves da; Peixoto, Guilherme; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Durante alguns processos de beneficiamento do leite, grande parte da água é removida para a concentração dos sólidos presentes, como é o caso da produção de leite condensado. Essa água extraída é denominada por muitos autores de ‘cow water’ ou ‘água de vaca’. Para viabilizar a sua utilização, é necessário o seu tratamento para a remoção de compostos residuais. A técnica utilizada nesse trabalho foi a eletroflotação. Para a análise da eficiência do tratamento, foi estudada a remoção de matéria orgânica, em termos de DQO, em experimentos variando a densidade de corrente aplicada, o tempo de detenção hidráulica (TDH) e a distância entre os eletrodos, sendo o número de experimentos necessários definidos por delineamento experimental. A maior eficiência obtida foi de 58,82% de remoção de DQO, para uma distância entre eletrodos de 1,5 cm, TDH de 60 min e 1,32 A/m² de densidade de corrente. A menor eficiência obtida foi de 22,15% de remoção de DQO, para uma distância entre eletrodos de 1,5 cm, TDH de 20 min e 6,60 A/m² de densidade de corrente. Para a maior remoção de DQO, a perda de massa dos eletrodos foi decerca de 0,5% no cátodo e 0,44% no ânodo. Ao avaliar a superfície de resposta, a interação mais significativa ocorreu entre o fator corrente e distância, o que indica que esses fatores combinados possuíram maior influência para remoção de DQO. A eletroflotação mostrou-se eficiente para a remoção de matéria orgânica da água de vaca, com um custo de R$ 3,88 por m³ de água tratada.
Estudo de ésteres derivados do ácido gálico como antimicrobianos naturais na produção de etanol.
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2022-12-14) Mocheuti, Lucas Ferreira; Almeida, Ana Marisa Fusco; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
A etapa do processo de produção de etanol que contém o maior percentual de perdas é durante a fermentação alcoólica. A maior parte dessas perdas é proveniente da contaminação por bactérias, em especial as Gram + que compõem 76% do total das bactérias encontradas durante o processo fermentativo. Essas bactérias além de competir com a levedura no consumo dos açucares, produzem substâncias (ácidos orgânicos e gomas) que inibem a levedura na produção do etanol. Além da diminuição do rendimento fermentativo, essa contaminação causa também um aumento no consumo de produtos, como biocidas, antibióticos e antiespumantes. Atualmente os produtos utilizados na descontaminação do processo fermentativo são substâncias químicas que agem como antimicrobianos e biocidas, mas deixam residual na levedura, restringindo sua comercialização como ração animal, na forma de levedura seca. Além disso, também pode contaminar a vinhaça, lançada na lavoura como fertiirrigação. Como alternativa, o uso de substâncias naturais vem sendo empregado como descontaminantes nas etapas de produção de etanol. Porém a eficácia destas substâncias não é satisfatória devido ao seu custo impeditivo para uso em larga escala e sua falta de eficácia diante um amplo espectro de bactérias contaminantes no processo fermentativo industrial. Os testes de concentração inibitória mínima e os ensaios fermentativos realizados mostraram o galato de propila não apresentou resultados favoráveis ao seu uso como descontaminante no processo fermentativo. Já o galato de etila apresentou bons resultados em fermentações em bancada, mas a alta concentração que ele demanda em comparação com antimicrobianos comerciais ainda é um fator impeditivo ao seu uso em larga escala.
Potencial de aproveitamento do bagaço de Passiflora incarnata em aplicações industriais
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2020-08-27) Guevara, Lilian Cristine Ibrahim; Marques, Rodrigo Fernando Costa; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Objetivos: Esta pesquisa tem como objetivo estudar a aplicabilidade do bagaço de Passiflora incarnata (material vegetal residual de processo industrial), uma vez que resíduos agroindustriais provenientes da transformação de material vegetal em produtos de interesse, são de preocupação ambiental. Metodologia: Para entender a aplicabilidade do bagaço é necessária sua caracterização, bem como avaliação do seu potencial de aproveitamento. O material escolhido para o estudo é proveniente da espécie Passiflora incarnata. A Passiflora incarnata, é pertencente ao gênero Passiflora, à família Passifloraceae Juss. ex Roussel, mon. cons., e a ordem Malpighiales Juss. ex Bercht. & J. Presl. Para a caracterização, foram realizados testes de determinação de umidade, cinzas totais, substâncias extraíveis, espectro na região do infravermelho, análise termogravimétrica e teor de ativo nas amostras de material vegetal antes do processo e material vegetal residual do processo. Foram realizadas também determinação do espectro na região do infravermelho das ligninas, celulose e pectinas obtida do processo de extração a qual o material vegetal residual do processo foi submetido, além de determinar o teor de Fenóis Totais expressos como Ácido Gálico do material vegetal residual do processo. Resultados: Através da caracterização do bagaço e das extrações realizadas (ligninas, celulose e pectina), foi possível demonstrar a possiblidade de utilização do material como matéria prima em indústrias de outro ramo, como papel e celulose e de alimentos. Além disso, o estudo demonstrou a possibilidade de otimização do processo o qual origina este resíduo, proporcionando redução de perdas do processo de transformação de uma espécie vegetal e um produto de interesse farmacêutico. Conclusões: Diante dos resultados encontrados, pode-se seguir o desenvolvimento deste trabalho em duas linhas: com a possibilidade de melhorar a eficiência do processo ou aproveitar o bagaço em outras aplicações na indústria, principalmente para papel e celulose e de alimentos.
Comparação do tratamento de efluente de uma indústria cítrica usando lodos ativados com outros métodos de tratamentos em plantas industriais
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2021-08-30) Pereira, Ana Carolina; Peixoto, Guilherme; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
A cultura de citros está entre os mais populares em regiões tropicais e subtropicais de todo o mundo. Entre os mais variados tipos de frutas cítricas, a laranja doce (Citrus sinensis) representa cerca de 70 % da produção e consumo, sendo considerada o principal fruto desse grupo. Além da laranja doce, a tangerina (Citrus retivulata), grapefruit(Citrus vitis), lima (Citrus aurantifulia) e limão (Citrus limonum) são largamente cultivados e consumidas. No que diz respeito à produção, o Brasil destaca-se por ser o maior produtor mundial de laranja doce (área plantada de 800 mil hectares) produzindo na safra 2015/2016 aproximadamente de 12.266.520 toneladas das quais, cerca de 90% foram destinadas para produção de suco. Entretanto este consumo acentuado gera uma elevada carga poluidora em termos de sólidos e DBO, necessitando condicionar o efluente aos padrões de emissão via a combinação de tratamento preliminar (gradeamento), tratamento primário (equalização) e tratamento secundário (processo biológico). No caso do tratamento secundário, os lodos ativados vêm sendo utilizados com maior frequência devido a menor influência da variação de carga orgânica e alto índice de remoção de sólidos e DBO (96-99%). Já, as lagoas aeradas, uma variante desse processo, apresentam remoção um pouco inferior, porém com custos de tratamento menores que os de um sistema convencional de lodos ativados. Diante a problemática, objetivo deste estudo é utilizar uma série histórica da operação de um sistema de lodos ativados de pequeno porte para realizar um comparativo com os sistemas de grande porte relatados na literatura.
Obtenção e caracterização de filamentos compostos por fosfatos de cálcio e polímeros para impressão 3d de scaffolds
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2020-03-12) Queiroz, Lúcio Pedro Alcântara; Guastaldi, Antonio Carlos; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
A perda de um órgão ou de parte do corpo implica perda da função. Isso, pode provocar transtornos sociais e psicológicos. Esse cenário vem se tornando cada vez mais comum com aumento da expectativa de vida da população. Os biomateriais apresentam-se como um importante mecanismo para melhoria da qualidade de vida da população. Outros fatores como acidentes, doenças, aumento da violência, também aumentam a importância no desenvolvimento de tecnologias voltadas para produção de biomateriais. Uma das metodologias usadas na impressão 3D é a modelagem de deposição de fusão (FDM). É um processo de impressão 3D que utiliza um filamento contínuo de um material termoplástico. Portanto, considerando a crescente demanda por implantes para regeneração óssea e a importância da utilização de Scaffolds formado por polímeros e fosfatos de cálcio, este trabalho tem o objetivo estudar as propriedades mecânicas e físico-químicas de filamentos formados por una mescla de PLA e β-TCP. Nesta etapa do trabalho, foi realizada a síntese de fosfato de cálcio amorfo e sua caracterização. Desse material, foi obtido fosfato tricálcico, também caracterizado. Os resultados mostraram que os materiais apresentaram a qualidade necessária para ser utilizado nas etapas seguintes deste trabalho, o que finalmente permitirá obter filamentos para impressão 3D. Com os materiais sintetizados, os filamentos foram preparados, utilizando PLA como polímero. Eles foram caracterizados, verificando por MEV a presença de fosfato de cálcio nos filamentos e também foi comprovado, por teste mecânico, que os filamentos de PLA / β-TCP se deformam, mas não fratura.
Avaliação da aplicação de preparado enzimático comercial em mosto de cana-de-açúcar para maximizar a oferta de substratos fermentescíveis em processos de produção de etanol em escala industrial
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2020-12-18) Basso, Rodrigo; Masarin, Fernando; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Atualmente, a maior parte das necessidades de energia do mundo são baseadas no uso de combustíveis fósseis. O rápido crescimento tanto da demanda global de energia quanto das emissões de dióxido de carbono associadas ao uso desses combustíveis tem impulsionado a produção de combustíveis através de fontes alternativas, que sejam renováveis e tenham menor impacto ambiental. O etanol é considerado um dos melhores biocombustíveis para o transporte, pois pode ser queimado diretamente ou misturado com gasolina para melhorar a combustão em veículos, resultando em menor emissão de dióxido de carbono para reduzir os gases de efeito estufa na atmosfera. A fermentação etanólica utiliza monômeros de glicose e frutose que podem ser extraídos da matéria-prima cana-de-açúcar no formato de sacarose. Grande parte dos açúcares totais fornecidos pela cana-de-açúcar são facilmente metabolizados pela levedura Saccharomyces cerevisiae sp., contudo, uma pequena fração na ordem de 4 g.L-1 é formada por polissacarídeos e oligossacarídeos infermentescíveis pelos microrganismos do estudo em questão. A otimização do processo fermentativo aplicando enzimas capazes de converter polissacarídeos e oligossacarídeos em açúcares fermentescíveis pode incrementar a produção de etanol de cana-de-açúcar, possibilitando que as Usinas Brasileiras alcancem maiores ganhos financeiros e ambientais, com a mesma quantidade de matéria-prima e sem aumentar a área plantada. O objetivo do presente trabalho foi analisar com ferramentas estatísticas os resultados da aplicação industrial de um preparado enzimático contendo atividade de carboidrases para transformação dos açúcares não fermentescíveis pelas leveduras Saccharomyces, utilizando como substrato o mosto de duas Usinas de cana-de-açúcar na região sudeste do Brasil. Foram avaliados diferentes períodos com intervalos de aplicação, definidos como tratamento com a aplicação das enzimas e controle, na ausência de enzimas, a fim de investigar a ação das enzimas diante das múltiplas instabilidades peculiares desta indústria. Os resultados indicaram que o preparado enzimático foi capaz de aumentar a concentração de glicose disponível, contribuindo com o processo fermentativo e podendo gerar acréscimo de 5739 litros por dia em uma Usina com capacidade de moagem de 26 mil toneladas de cana-de-açúcar por dia operada em modo batelada e outros 2448 litros por dia de etanol com processo continuo e capacidade de moagem de 15 mil toneladas de cana por dia. Estes resultados oferecem um potencial de entrega superior a R$ 950 mil para a usina operada em modo batelada e adicionais R$ 405 mil para a usina operada em modo contínuo, considerando uma safra com 200 dias de operação.
Desenvolvimento de metodologia de secagem do bagaço de laranja para viabilização de sua comercialização
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2021-03-29) Pereira, Mariana dos Santos; Masarin, Fernando; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
O Brasil é o maior produtor e exportador mundial de suco de laranja e seus subprodutos, disputando com os Estados Unidos essa hegemonia no mercado. O país responde por mais da metade do suco produzido em todo o mundo, cujas exportações geram em média US$ 1,5-2,5 bilhões por ano ao país. O processo para a obtenção do suco de laranja consiste em uma série de etapas de operações industriais, garantindo a qualidade do suco desde a recepção da matéria-prima até a confecção do produto final. Um dos principais subprodutos gerados no processo da indústria cítrica é a polpa úmida. Esse subproduto tem um valor de mercado relativamente baixo (U$$ 20 por tonelada de subproduto, dados em base úmida). Apesar de o suco ser o principal produto da laranja, vários outros produtos com maior valor agregado são obtidos durante seu processo de fabricação. Dentre esses produtos podemos destacar os óleos essenciais, d´limoneno, terpenos, líquidos aromáticos, pectina e farelo de polpa cítrica. O objetivo deste trabalho foi desenvolver um método de desidratação natural do subproduto de laranja da empresa Brasil Citrus para viabilizar sua estocagem e posterior comercialização visando à extração de pectina. Inicialmente, foi delimitado um espaço para a desidratação natural do subproduto do processamento de laranja. Foram realizados dois Ensaios experimentais (1 e 2), os quais se distinguiram em relação ao período de avaliação, variedade das frutas e lotes. O processo de desidratação natural foi monitorado quanto às propriedades físico-químicas: umidade, pH, temperatura, atividade microbiológica, além da obtenção e caracterização da pectina. Houve aumento gradativo nos níveis de contaminação microbiológica após o primeiro dia de desidratação natural do subproduto (após 24h), este aumento foi acompanhado por alteração de cor do subproduto (amarelo claro no início do processo para amarronzada após 24h) evidenciando a biodegradação e oxidação do subproduto. O rendimento de extração de pectina no ponto inicial (material coletado do processo sem nenhum processo de secagem) foi de aproximadamente 48%. Entretanto, após o período de 1-21 dias de desidratação natural foi averiguado um declínio significativo no rendimento de extração de pectina (15-20%). A pectina obtida ao longo do processo de desidratação natural do subproduto apresentou características químicas semelhantes a uma pectina comercial. O presente método de desidratação natural não mostrou ser ideal para a secagem do subproduto e seu potencial de comercialização ainda é restrito, pois as perdas de rendimento na obtenção de pectina foram muito elevadas (aproximadamente 36% de perda de rendimento). Uma estratégia seria desenvolver um método híbrido de desidratação, ou seja, secagem forçada com ar utilizando-se a radiação solar e temperatura natural do ambiente.
Propriedades eletrônicas e de reatividade de aminoácidos e sequências peptídicas curtas: estudo de modelagem molecular para identificação de compostos bioativos
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2021-09-02) Oliveira, Daiane Fernandes de; Batagin Neto, Augusto; Lima, Filipe Camargo Dalmatti Alves; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Peptídeos bioativos são compostos capazes de promover efeitos bioquímicos e fisiológicos no organismo humano, incluindo efeitos antioxidantes. Tais sequências curtas de aminoácidos apresentam uma alta versatilidade química, e podem ser obtidas a partir da hidrolização de proteínas, sendo encontradas em alimentos e animais. Apesar da ampla gama de aplicações possíveis destes compostos, ainda há uma grande demanda por conhecimentos básicos acerca de suas propriedades eletrônicas, que faz com que a obtenção de sequências otimizadas baseie-se em um grande número de atividades experimentais exploratórias, comumente guiadas por tentativa e erro. Neste trabalho, técnicas de modelagem molecular foram empregadas na investigação de propriedades eletrônicas e de reatividade química, no sentido de se melhor compreender propriedades antioxidantes de aminoácidos e estruturas peptídicas curtas. Para tanto, cálculos de estrutura eletrônica baseados na teoria do funcional da densidade foram empregados na análise de níveis eletrônicos de fronteira, índices de reatividade local e mapas de doador-aceitador de 20 aminoácidos essenciais e alguns di- e tripeptídeos. Os resultados sugerem que propriedades eletrônicas dos aminoácidos isolados podem ser empregadas na análise da reatividade de sequências peptídicas maiores. Em especial, aminoácidos aromáticos, carregados, e Metionina (M) apresentam um papel relevante na definição de sistemas reativos. Os resultados obtidos para pequenas sequências de aminoácidos aqui apresentados permitem identificar a influência da posição relativa das unidades constituintes e das terminações na reatividade das sequências, as quais podem guiar estudos experimentais e proposição de novos compostos e mecanismos de ação. Os dados obtidos evidenciam o potencial preditivo de atividades antioxidantes de polipeptídeos por meio de suas unidades constituintes, o que define uma interessante estratégia de síntese e bioprospecção de novos compostos otimizados.
Celulose bacteriana e Pectina: uma blenda polimérica para a conservação de morangos
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2021-08-31) Sasaki, Josana Carla da Silva; Baptista Neto, Álvaro; Herculano, Rondinelli Donizetti; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Estima-se que cerca de 1/3 da produção de alimentos é desperdiçado entre a cadeia produtiva até o consumo, o que acarreta em problemas econômicos, sociais e ambientais. Deste modo, tecnologias que venham aumentar o tempo de prateleira dos alimentos é indispensável e urgente, o que poderia reduzir o apelo constante por maior produção. Com base nessas problemáticas, o presente estudo teve como objetivo avaliar a produção de celulose bacteriana em diferentes meios de cultivo para, posteriormente, desenvolver uma blenda polimérica de celulose bacteriana e pectina para a aplicação e análise preliminar em morangos, visando revestir, proteger e aumentar a vida de prateleira da fruta. Para o desenvolvimento do trabalho, foi utilizada a bactéria Komagataeibacter hansenii ATCC 23769 (antigo Acetobacter xylinus Yamada) para a produção da celulose em diferentes meios de cultivo e condições de agitação. As melhores produções de celulose foram alcançadas nos meios Hestrin e Schramm (HS) modificados com diferentes fontes de carbono, tais como: caldo de cana, como substituinte da glicose, (concentração de celulose igual a 38,8 ± 15,4 g. L‾ ¹, em base seca); HS suplementado com etanol, (concentração de celulose de 33,4 ± 4,4 g. L‾ ¹, em base seca) e a 100 rpm de rotação orbital; e suco de laranja, como substituinte da glicose, (concentração de celulose de 27,2 ± 9,4 g. L‾ ¹, em base seca) e, em meio estático. O cultivo de celulose bacteriana decorreu pelo período de 14 dias. Com os resultados obtidos, foi possível determinar a melhor estratégia para a produção de celulose bacteriana para o uso no desenvolvimento do revestimento bioplástico, que foi elaborado com base na blenda polimérica de celulose bacteriana e pectina. Outra blenda foi desenvolvida a partir da introdução do material hidrofóbico óleo de coco, visando possivelmente melhoria no revestimento com características hidrofílicas. Na avaliação sobre as características mecânicas do biomaterial, foi possível determinar que o revestimento bioplástico de celulose bacteriana e pectina apresentou maior permeabilidade ao vapor de água, maior resistência à tração e menor deformação que o revestimento bioplástico com o aditivo de óleo de coco. No entanto, ambas amostras mostraram alta solubilidade em água. Com a investigação, foi plausível determinar que o revestimento à base de celulose bacteriana e pectina e a blenda de celulose bacteriana, pectina e óleo de coco aplicado sobre o morango evitou a senescência precoce e preservou a fruta, evitando perda de massa de 39% no revestimento de celulose bacteriana e pectina e 61% no revestimento bioplástico de celulose bacteriana, pectina e óleo de coco.
Aplicação de eucalipto como espécie bioindicadora em processo de fitorremediação de Cu e Zn em solos contaminados
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2021-04-16) Silva, Gustavo Duarte; Goveia, Danielle; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
O uso de bioindicadores apresenta a vantagem de possibilitar a detecção de potenciais poluentes de forma rápida, contínua e com baixo custo. Algumas espécies apresentam grande potencial para esse fim, podendo ser apropriadas para a revegetação de áreas contaminadas e ainda propiciar retorno econômico. Ainda existem poucos estudos sobre o Eucalyptus spp., que é a principal espécie arbórea da silvicultura brasileira e possui grande potencial para fitoestabilizar solos contaminados. Neste trabalho foi realizada a montagem de um sistema, a fim de determinar a capacidade de detecção de contaminantes Zinco e Cobre (Zn e Cu) presentes no solo com o uso de enxertos de Eucalyptus urophylla e Eucalyptus grandis. Os sistemas foram montados com solos preparados com os metais e amenizantes contendo elevados teores de matéria orgânica. O processo de biomonitoramento foi avaliado pela concentração de metais nas plantas anterior ao processo de fitorremediação. Após o período de contato do sistema solo-planta foi determinada a concentração de metais, no solo, raiz, caule e folhas. Todos os parâmetros estudados foram submetidos a análises estatísticas paramétricas usuais, com os dados agrupados em planilhas eletrônicas e submetidos à análise de variância. O índice de translocação foi determinado para averiguar o potencial uso desta espécie como bioindicador de contaminação de solo. Os resultados obtidos sugerem que o biomonitoramento de Cu por espécies de Eucalyptus Urograndis é uma alternativa viável e que o biochar favorece o uso da planta para este fim.
Produção de biogás a partir de resíduos da produção de biodiesel de óleo e gordura residual
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2021-05-21) Emidio, Camile Maria Pedrosa de Oliveira; Peixoto, Guilherme; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Os combustíveis fósseis causam grandes impactos ambientais além de serem obtidos a partir de recursos não renováveis. Os biocombustíveis são uma solução a essa problemática. Um biocombustível já desenvolvido é o biodiesel, que pode ser obtido a partir de óleo de gordura residual (OGR). No processo de produção de biodiesel de OGR, são gerados dois resíduos, os restos alimentares e a glicerina, ambos com baixo valor de mercado que demanda a realização de estudos sobre a destinação desses resíduos. Uma alternativa é a produção de biogás. O biogás, composto por 50 a 70% de metano. No presente trabalho foi proposta a utilização desses dois resíduos para a produção de biogás. Inicialmente foi realizada uma caracterização dos resíduos para que assim fosse possível a determinação das condições experimentais. Em seguida, com agitação constante de 100 rpm, temperatura de 40 °C e tempo de 25 dias foram realizados dois experimentos para avaliar se a adição da glicerina seria benéfica, e como resultado foi obtido um aumento de 28,44% na produção de metano. A fim de avaliar as variáveis: tempo, porcentagem de glicerina a ser inserida no meio e pH, foi realizado um planejamento experimental 2³ com pontos centrais e axiais possibilitando a investigação para se obter o ponto ótimo de produção de metano e as variáveis que influenciam o processo. Utilizando o delineamento proposto, determinaram-se as variáveis estaticamente significativas, sendo estas o tempo e a porcentagem de glicerina no meio, além da definição do ponto ótimo de produção de metano, que correspondeu a um tempo de 30,4 dias e porcentagem de glicerina no meio de 3,36%. Com as condições ótimas obteve-se uma produção de 172,02 mL com 66,38 % de CH4 e redução da matéria orgânica (DQO) de 82,6%. Extrapolando para escala piloto com o volume total de 1000L, sendo 500L para headspace e utilizando as condições ótimas, a produção anual de metano seria de 8855,57L. A partir de uma análise econômica para a planta industrial pelos critérios Valor Presente Líquido(VPL), PayBack e Taxa Interna de Retorno(TIR), foi obtido respectivamente, os valores de R$ 2.145.168,49, 3,79 anos e 19%, demonstrando ser favorável a produção de biogás utilizando os resíduos da fábrica de biodiesel.
Avaliação da hemocompatibilidade de arcabouços de PLA recobertos com PCL, fabricados por impressão 3D para aplicação em regeneração óssea
(Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2021-01-19) Costabeber, Gabriel; Barbosa, Gustavo Franco; Herculano, Rondinelli Donizetti; Universidade Estadual Paulista (Unesp)
O desempenho de órgãos e tecidos do organismo humano fica naturalmente comprometido com o passar dos anos, sendo o tecido ósseo um dos principais atingidos, se fazendo necessárias intervenções médicas para reconstruções, substituições ou reparos. Neste contexto entram os scaffolds, estruturas complexas utilizadas para a regeneração de tecidos, que podem ser fabricados por tecnologias de manufatura aditiva, como a FDM (Fused Deposition Modeling). O polímero PLA (Poli Ácido Lático) é biodegradável e biocompatível apresentando inúmeras aplicações biomédicas. Além disso, é comumente empregado como filamento na tecnologia de manufatura aditiva por FDM, possuindo baixo custo e fácil acesso, porém materiais impressos por este filamento não são utilizados em aplicações biológicas, devido ao ser baixo grau de pureza. Deste modo, foi utilizado o polímero PCL (Policaprolactona) para recobrir os scaffolds fabricados, a fim de aumentar sua biocompatibilidade. A fabricação dos scaffolds e a influência do recobrimento no material foram observados por imagens fotográficas, microscopia eletrônica de varredura (MEV), espectroscopia no infravermelho (FTIR) e ensaios mecânicos. Além do mais, a hemocompatibilidade dos scaffolds foi analisada por ensaio hemolítico. Os ensaios de compressão mostraram que os scaffolds com geometrias RoundBar+Cube e RoundBar+Sphere foram mais resistentes, enquanto as análises de FTIR auxiliaram na comprovação do recobrimento dos scaffolds. A análise de MEV mostrou a eficácia do recobrimento pela diminuição dos tamanhos de poros dos scaffolds a partir do número de camadas de PCL recoberto. Por fim, a análise hemolítica mostrou que o scaffolds (recobertos ou não) foram hemocompatíveis, mostrando que o bioproduto desenvolvido apresentaram resultados promissores para a aplicação junto ao osso trabecular aliado ao um custo baixo de fabricação.

Navegar

Submissões Recentes