quarta-feira, 11 de dezembro de 2013

Dia do Engenheiro!


No dia 11 de dezembro é comemorado o Dia do Engenheiro, profissional que atua nas mais diversas áreas. Aliás, em tudo que vemos tem Engenharia. Seja nas obras da construção civil; atuando na geração, transmissão e distribuição elétrica ou desenvolvendo sistemas para distribuição de produtos agrícolas.

A profissão foi regulamentada no Brasil através do decreto no 23.569, de 11 de dezembro de 1933, sendo fiscalizada pelos Conselhos Regionais de Engenharia e Arquitetura (CREA), subordinados ao Conselho Federal de Engenharia e Arquitetura (CONFEA).  Porém, em 1966, o decreto foi revogado pela Lei no 5.194/66 de 24 de dezembro, que hoje representa a legislação vigente da regulamentação da profissão, que estabelece as condições e regras para o exercício da profissão, determinando direitos e deveres aos profissionais. Além de impor condições no sentido de garantir proteção à sociedade, levando os profissionais a desempenharem suas funções com qualidade, responsabilidade e competência.

A data de homenagem foi escolhida porque foi em 11 de dezembro, que ocorreu a promulgação do decreto federal número 23.569 que regulava o exercício da profissão de engenheiro, arquiteto e agrimensor.
O mais interessante da profissão é a diversidade de opções que o profissional encontrar. Ele pode optar por trabalhar na produção de aeronaves e estruturas aeronáuticas como mísseis, aviões e cápsulas espaciais; atuar no mapeamento de uma região; desenvolver produtos, serviços, programas e novas tecnologias na área de computação eletrônica ou ainda proteger e administrar recursos florestais, aplicando conhecimentos de biologia e ecologia. A lista de opções é – de fato – muito ampla:
Engenheiro ambiental
Engenheiro civil
Engenheiro cartógrafo
Engenheiro florestal
Engenheiro eletricista
Engenheiro agrícola
Engenheiro aeronáutico
Engenheiro de computação
Engenheiro químico
Engenheiro metalúrgico
Engenheiro naval
Engenheiro de bioprocessos e biotecnologia
Engenheiro de petróleo
Engenheiro de produção
Engenheiro de alimentos
Engenheiro de minas
Engenheiro de pesca
Engenheiro de materiais
Engenheiro de agrimensura
Engenheiro de telecomunicações
Engenheiro têxtil
Engenheiro mecânico
Engenheiro sanitarista
Engenheiro nuclear
Engenheiro industrial
Engenheiro mecatrônico....

e por aí vai!

terça-feira, 10 de dezembro de 2013

Alternativas para a produção de celulases em fermentação submersa, utilizando resíduos agroindustriais

Oi pessoal, esse é um artigo de revisão que foi publicado na Internacional Journal of Modern Engeneering Research (IJMER), referente ao meu tcc, disponível em http://www.ijmer.com/papers/Vol3_Issue4/DK3423742381.pdf


Alternatives for Cellulase Production in Submerged Fermentation with Agroindustrial Wastes




Fernanda Miranda Zoppas1, Álvaro Meneguzzi2 , Francine Tramontina3

*(Laboratório de Corrosão, Proteção e Reciclagem de Materiais, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, Brasil.)

Email: fernandazoppas@gmail.com

**(Laboratório de Corrosão, Proteção e Reciclagem de Materiais, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, Brasil.)

Email: meneguzzi@ufrgs.br)

***(Universidade Estadual do Rio Grande do Sul, Bento Gonçalves, Brasil

Email: francinetramontina@yahoo.com.br)




ABSTRACT: This article presents a review of the alternatives for cellulase production in submerged fermentation using agroindustrial residues as carbon sources. Among the wastes that are cited, the residue of grapes shows promise for producing these enzymes. The advantages associated with this process refer to the removal of industrial waste from the environment that is associated with the same added value through the production of enzymes.

Keywords: Aspergillus niger. Cellulase. Grape marc. Submerged fermentation

1. Introduction

The southern region of Brazil stands out in the wine industry by volume and quality of wines. As a consequence of this economic activity, grape residues are produced in large quantity per year. These residues are rich in cellulose and can be reused as a carbon source for several processes, including the production of enzymes.

Cellulases are enzymes that form a complex capable of acting on the cellulose and promote its hydrolysis. These enzymes are commonly used in various areas of industry, including food, beer and wine, agriculture, paper, textiles, detergent and animal feed, is also an alternative for generating energy. This paper presents a review of alternatives for production of cellulases in submerged fermentation using agroindustrial residues as carbon source, emphasizing the grape waste.
1.1. Lignocellulosic Materials, Agroindustrial Wastes

Lignocellulosic materials are the most abundant organic compounds in the biosphere, representing 50% of terrestrial biomass [1], which corresponds mainly by agribusiness materials, the urban waste, and the wood of angiosperms and gymnosperms [2].

According to Castro and Pereira Jr. (2010) [2], the lignocellulosic biomass is composed of three main polymer fractions: lignin, hemicellulose, and cellulose, which are joined to each other by covalent bonds, forming a complex network resistant to microbial attacks.

The cellulose from natural materials is the world’s most abundant biopolymer that is formed by residues of β-D-glucose bound together by β-1,4, bonds, and it maintains a linear and flat structure; cellobiose (Fig. 1, adapted of BON, et al., 2008), the disaccharide 4-O-β-D-glucopyranosyl-D-glucopyranose, is the repeating unit of the polymer [3] that can be hydrolyzed to glucose with the help of acids. The microbial degradation of cellulose is total and specific and has encouraged the use of cellulolytic fermentation processes by man. In nature, these processes represent the largest source of carbon to the soil [4].

(....) clique no link fornecido acima para ler o artigo completo

2. Conclusions

It is possible to produce cellulases from agroindustrial residues as the residue of grapes, but larger studies are needed in order to quantify these enzymes, their separation, and the optimization of the production process, so that they could be later used in a pilot-scale production of the same or at even an industrial scale.

With regard to the environmental question, one should always stress the importance of removing the residual of the environment and adding value to it, so that industries in various sectors such as food, textiles, and beverages could later take advantage of this proposal through the use of cellulases that are obtained from grape residue. For this to happen, further studies are needed for the purification of enzymes and their marketing, so that regional demands are met by these enzymes.

3. Acknowledgments

The authors acknowledge the support rendered by the Universidade Estadual do Rio Grande do Sul, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, and CNPq.

4. References



[1] A. Sarko, How much do we know about its estructure?, in Wood and Cellulosics: Industrial Utilization. John Wiley & Sons, New York, 1997.

[2] A.M. De CASTRO, and N. PEREIRA JR., Produção, propriedades e aplicação de celulases na hidrólise de resíduos agroindustriais. Química Nova. 33 (2010), pp. 181-188.

[3] E.A. Bayer, and R. Lamed, The cellulose paradox: pollutant par excellence and/or a reclaimable natural resource. Biodegradation. 3 (1992) pp. 171-188.

[4] J.M. Lynch, J.H. Slater, J.A. Bennett, and S.H.T. Harper, Cellulase activities of some aerobic microorganisms isolated from soil. Journal of General Microbiology 127 (1981) pp. 231-236.

[5] G. Pauli, Upzing, (Porto Alegre, L&PM, 1998).

[6] E.P.S. Bon, M.A. Ferrara, M.L. Corvo, A.B. Vermelho, C.L.A.M. Paiva, R.B. De Alencastro, and R.R.R. Coelho, Enzimas em biotecnologia: Produção, aplicações e Mercado. Rio de Janeiro. Interciência, Portugal, 2008.

[7] M.A.Z Coelho, S.G.F. Leite, M.F. Rosa, and A.A.L. Furtado, Aproveitamento de resíduos agroindustriais: produção de enzimas a partir da casca de coco verde. Boletim CEPPA. 19 (2001) pp. 33-42.

[8] M.A. Mendes, and J.H.B. Araújo, Transformação de resíduos da indústria vinícola em produtos de interesse comercial. Mostra de Iniciação Científica e Tecnológica Interdisciplinar, Colégio Agrícola de Camboriú, UFSC, Balneário Camboriú, 2006.

[9] L.M.R. Mello, Produção e comercialização de uvas e vinhos – Panorama 2003, (Bento Gonçalves, Embrapa Uva e Vinho, Brasil, 2003).

[10] EMBRAPA, Uva e Vinho, Bento Gonçalves, 2010. Available at: www.cnpuv.embrapa.br.

[11] UVIBRA, União Brasileira de Vitivinicultura. Dados estatísticos, 2010. Available at: http://www.uvibra.com.br/dados_estatisticos.htm.

[12] Silva, L.A.D; Produção e caracterização de enzimas celulásicas por Aspergillus phoenicis. Master's Thesis, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, 2008.

[13] C. Botella, I. De Ory, C. Webb, D. Cantero and A. Blandino, Hydrolytic enzyme production by Aspergillus awamori on grape pomace. Biochemical Engineering Journal 26 (2005), pp. 100 -106.

[14] D.J. Daroit, S.T. Silveira, P.F. Hertz, and A. Brandelli, Production of extracellular b-glucosidase by Monascus purpureus on different growth substrates. Process Biochemistry 42 (2007) pp. 904-908.

[15] S.T. Silveira, D.J. Daroit, A. Brandelli, Pigment production by Monascus purpureus in grape waste using factorial desing. Food Science and Technology 41 (2008), pp. 170-174.

[16] A.B. Díaz, I. De Ory, I. Caro, A. Blandino, Enhance hydrolytic enzymes production by Aspergillus awamori on supplemented grape pomace. Food and Bioproducts Processing 90 (2012), pp. 72-78.

[17] L.R. Alberton, Produção de xilanase em resíduos agroindustriais por Streptomyces viridosporus t7a e aplicação do extrato bruto em veterinária. Doctoral thesis, Universidade Federal do Parana, 2004.

[18] U.C. Filho, Apostila: Cinética enzimática e uso e produção de enzimas; Universidade Federal de Uberlândia, 2006.

[19] A.L. Lehninger, D.L. Nelson, M.M. Cox, Princípios de bioquímica. (São Paulo, Sarvier, 2006).

[20] L.R. Lynd, P.J. Weimer, W.H.V. Zyl, I. S. Pretorius. Microbial Cellulose Utilization: Fundamentals and Biotechnology. Microbiology and Molecular Biology Reviews 66 (2002), pp. 506-577.

[21] A. Singh and K. Hayashi, Microbial cellulases: Protein architeture, molecular properties, and biosynthesis. Advances in Applied Microbiology, 40 (1995), pp. 1-44.

[22] M.K. Bhat and S. Bhat, Cellulose degrading enzymes and their potential industrial applications. Biotechnology Advances 15 (1997) pp. 583-620.

[23] T.K. Ghose, Measurement of cellulase activities. Pure & Applied Chemistry 59 (1987), pp. 257-268.

[24] M.K. Bhat, Cellulase and related enzymes in biotechnology. Biotechnology Advances 18 (2000) pp. 355-383.

[25] F. Vaillant, P. Milan, G. O' Brien, M. Dornier, M. Decloux and M. ReyneS, Crossflow microfiltration of passion fruit juice after partial enzymatic liquefaction. Journal of Food Engineering, 42 (1999), pp. 215 -254.

[26] F. Niehaus, C. Bertoldo, M. Kahler and G. Antranikian, Extremophiles as a source of novel enzymes for industrial application. Applied Microbiology and Biotechnology 51 (1999), pp. 711-729.

[27] S.I. Mussatto, M. Fernandes and A.M.M. Milagres, Enzimas: Poderosa ferramenta na indústria. Ciência Hoje, 41 (2007), pp. 28-33.

[28] O. Kirk, T.V. Borchert and C.C. Fuglsang, Industrial enzyme applications. Current Opinion in Biotechnology 13 (2002), pp. 345–351.

[29] J. Chen, Q. Wang, Z. Hua and G. Du, Research and application of biotechnology in textile industries in China. Enzyme and Microbial Technology 40 (2007), pp. 1651-1655.

[30] Y.H.P. Zhang, M.E. Himmel and J.R. Mielenz, Outlook for cellulose improvement: Screening and selection strategies. Biotechnology Advances, 24 (2006), pp. 452–481.

[31] Y. Sun and J. Cheng, Hydrolysis of lignocellulosic materials forethanol production: a Review. Bioresource Technology, 83 (2002), pp. 1–11.

[32] M. Papagianni, Fungal morphology and metabolite production in submerged mycelia processes. Biotechnology Advances 22 (2004), pp. 189–259.

[33] P.A. Gibbs, R.J. Seivour and F. Schimid, Growth of filamentous fungi in submerged culture: Problems and possible solutions. Critical Reviews in Biotechnology 20 (2000), pp. 17–48.

[34] Hanif, A.; Yasmeen, A. Rajoka, M.I. Induction, production, repression, and de-repressionof exoglucanase synthesis in Aspergillus Niger. Bioresource Technology, Oxford, v. 94, p. 311–319, 2004

[35] M.A. Velazquez-Cedeño, G. Mata, J.M. Savoie, Waste reducing cultivation of Pleurotus ostreatus and Pleurotus pulmonarius on coffe pulpe changes in the production of some lignocellulolytics enzymes. World Journal of Microbiology and Biotechnology 18 (2002), pp. 201-207.

[36] L.A. Serafini, N.M. Barros and J.L. Azevedo, Biotecnologia na agricultura e na agroindústria. (Guaíba, Agropecuária, 2001).

[37] C.A.R. Rosa, S.G. Campos and F.A. Baroni, Práticas de micologia veterinária. (Rio de Janeiro, Seropédica, 2002).

[38] J.W. Bennett, Mycotechnology: the role of fungi in biotechnology. Journal of Biotechnology 66, (1998) pp. 101-107.

[39] O.P. Ward, W.M. Qin, J. Dhanjoon, J. Ye and A. Singh, Physiology and biotechnology of Aspergillus. Advances in Applied Microbiology, 58 (2006), pp. 1-75.

[40] L.H. Grimm, S.Kelly, R. Krull and D.C. Hempel, Morphology and productivity of filamentous fungi. Applied Microbiology and Biotechnology, 69 (2005), pp. 375-384.

[41] J.C. Stewart and J.C. Parry, Factors influencing the productions of cellulase by Aspergillus fumigatus (Fresenius). Journal of General Microbiology 125 (1981), pp. 33-39.

[42] S.W. Kang, Y.S. Park, J.S. Lee, S.I. Hong and S.W. Kim, Production of cellulases and hemicellulases by Aspergillus niger KK2 from lignocellulosic biomass. Bioresource Technology 91 (2004), pp. 153-156.

[43] D. Mamma, E. Kourtoglou, P. Christakopoulos, Fungal multienzyme production on industrial by-products of the citrus-processing industry. Bioresouce Technolology, 99 (2008) pp. 2373-2383.

[44] T.B. Ng, Peptides and proteins from fungi. Peptides, 25 (2004), pp. 1055-1073.

[45] C.M. de Aguiar, M.H.L. Margonar and S.L. Lucena, Produção de Celulases por Aspergillus niger: Cinética da Fermentação. XVI Encontro de Química da Região Sul, Blumenau, 2008.

[46] U.A. Lima, W. Schimdell, E. Aquarone and W. Borzani, Biotecnologia industrial: Processos Fermentativos e Enzimáticos. (São Paulo, Edgar Blüncher, 2001).

[47] T.L.F. Pinheiro, Produção de lipases por fermentação em estado sólido e fermentação submersa utilizando Penicillium verrucosum como microrganismo. Master's Thesis. Universidade Regional Integrada, 2006.

[48] L. Wang, D. Ridgway, T. Gu and M. Moo-Young, Bioprocessing strategies to improve heterologous protein production in filamentous fungal fermentations. Biotechnology Advances, 23 (2005), pp. 115 -129.

[49] J. Gomes and D. Kumar, Production of L-methionine by submerged fermentation: A Review. Enzyme and Microbial Technology, 37 (2005), pp. 3-18.

[50] European Commission. Final Report: Collection of information on Enzymes. Austria, 2002.

[51] G. Volpato, Produção, purificação e imobilização de lipases de staphylococcus warneri EX17 produzidas em glicerol; Doctoral thesis. Universidade Federal do Rio Grande Do Sul, 2009.

[52] W.R. Carvalho, Caracterização bioquímica da endoxilanase recombinante (HXYN2r) do fungo termofílico Humicola grisea var. thermoidea e sua aplicação na sacarificação de resíduos agrícolas. Doctoral thesis, Universidade Federal de Goiás, 2008.

[53] D.H. Griffin, Fungal physiology, (New York, Wiley-Liss, 1994).

[54] A. Sridevi, G. Narashimha and B.R. Reddy, Production of Cellulase by Aspergillus niger on natural and pretreated lignocellulosic wastes. The Internet Journal of Microbiology. 7 (2009).

[55] C.L. Aguiar, T.J.B Menezes, Produção de celulases e xilanase por Aspergillus Níger IZ9 usando fermentação submersa sobre bagaço de cana-de-açúcar. Boletim Centro de Pesq Process Alimentos, 18, 2000.

[56] M. Deon, L.O. Da Rosa, R.A. Saggin, J.M. Finimundi and A.J.P. Dillon, Produção de Cogumelos de Pleurotus sajor-caju PS-2001 em Resíduos Lignocelulosicos constituídos de Serragem de Pinus sp e Bagaco de Vitis labrusca. XVII encontro de jovens pesquisadores da UCS, Caxias do Sul, 2009.

[57] S.L.R. Oliveira, T.C. Maciel, A.L.F. Pereira and S. Rodrigues, Produção de Celulase por Aspergillus phoenicis URM 4924 utilizando a casca do coco verde (Cocos nicifera L.) como substrato. IX ENPPG, IX ENICIT, III SIMPIT, Ceará, 2009.

[58] R.L.A. De Souza, L.S.C. Oliveira, F.L.H. Silva and B.C. Amorim, Caracterização da poligalacturonase produzida por fermentação semi-sólida utilizando-se resíduo do maracujá como substrato. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental 14 (2010), pp.987–992.





sábado, 7 de dezembro de 2013

NANOCATALISADORES DE FIBRAS DE CARBONO REVESTIDAS COM Pd E Pd/In APLICADOS NA PURIFICAÇÃO DE ÁGUA

Oi Pessoal, seguindo na área de tecnologias alternativas para o tratamento de águas contaminadas com nitratos, fiz este trabalho fiz em parceria com a equipe da Facultad de Ingeniería Química da Universidad Nacional del Litoral, Santa Fe, Argentina,  no início do meu doutorado. Segue o resumo.


RESUMEN
Los procesos catalíticos reductivos son atractivos para su aplicación en la eliminación de nitratos y nitritos de agua. Estos contaminantes provienen del empleo excesivo de fertilizantes, aguas residuales y residuos sólidos. Los catalizadores basados en metales nobles han sido ampliamente estudiados para estos procesos. El objetivo primordial fue evaluar la actividad catalítica de las fibras de carbón recubiertas con Pd y Pd/In en la reducción de nitratos  y nitritos presentes en agua en un reactor tipo batch. El catalizador recubierto con Pd fue evaluado en la reducción de nitritos y el catalizador recubierto con Pd/In en la reducción de nitratos.  Para el catalizador de Pd/In, la conversión de nitratos fue de alrededor del 62,3%, con selectividad a N2 de 73,1% al final de la reacción. Para el catalizador de Pd, la conversión de nitritos fue de alrededor del 100% con selectividad a N2 de 96,4% al final de la reacción.

PALABRAS CLAVES
Fibras de carbón; purificación del agua; reducción catalítica

CARBON FIBER NANOCATALYSTS COATED WITH Pd AND Pd / In APPLIED ON WATER PURIFICATION


ABSTRACT

Reductive catalytic processes are attractive for use in the removal of nitrates and nitrites from water. These pollutants come from the excessive use of fertilizers, sewage and solid waste. The noble metal catalysts have been widely studied for these processes. The primary objective was to evaluate the catalytic activity of the carbon fibers coated with Pd and Pd/In in the reduction of nitrates and nitrites present in water in a batch reactor. Pd coated catalyst was evaluated in the reduction of nitrites, and the coated catalyst Pd/In in nitrate reduction. For Pd/In, the conversion of nitrates was around 62.3%, with selectivity to N2 of 73.1% at the end of the reaction. Pd catalyst for the conversion of nitrite was about 100% with selectivity to N2 of 96.4% at the end of the reaction.





ZOPPAS, F. M., BOSKO, M. L., DEVARD, A., MARCHESINI, F. A., MENEGUZZI, A., BERNARDES, A. M., MIRO, E.
NANOCATALISADORES DE FIBRAS DE CARBONO REVESTIDAS COM Pd E Pd/In APLICADOS NA PURIFICAÇÃO DE ÁGUA, XX Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos, Bento Gonçalves, 2013. 

Evaluación de la nitrificación en el tratamiento de las aguas residuales de curtido con bioreactores de membrana durante la aclimatación del lodo

Oi pessoal, escrevi este trabalho enquanto estava em mestrado-sanduíche, na Universidad de la Frontera, Temuco, Chile. Segue o resumo:

Resumen: La creciente preocupación ambiental sobre el destino de los efluentes industriales que contienen compuestos orgânicos y de nitrógeno hace que el desarrollo de técnicas para aumentar la eficiencia en el tratamiento sea cada vez mayor. Los residuos de curtido se caracterizan por una alta carga orgánica y altas cantidades de compuestos de nitrógeno, incluso después del tratamiento convencional. En este sentido, los bioreactores de membrana (MBR) surgen como una alternativa prometedora para la eliminación de compuestos orgánicos y nitrógeno presente en estos efluentes. En el presente trabajo se utilizó como inóculo del bioreactor un lodo de una planta de tratamiento de aguas residuales de un frigorifico de aves. El MBR se alimentó con efluente sintético y se analizó la eliminación de compuestos de nitrógeno y DQO. En las primeras 240h de tratamiento se encontró una reducción del 70% de la DQO y del 100% de eliminación de nitrógeno amoniacal. No se encontró presencia de nitrito y se formó nitrato, lo que indica que hay nitrificación. La remoción de nitrógeno total fue del 86%.

Palabras clave: Nitrificación, MBR, Remoción de nitrógeno, Tratamiento de efluentes.

*Trabalho escrito em espanhol, apresentado no VIII Simpósio Internacional de Qualidade Ambiental


ZOPPAS, F. M., GIACOBBO, A., ROSSONI, R. B., BERNARDES, A. M., MENEGUZZI, A.
EVALUACIÓN DE LA NITRIFICACIÓN EN EL TRATAMIENTO DE LAS AGUAS RESIDUALES DE CURTIDO CON BIOREACTOR DE MEMBRANA DURANTE LA ACLIMATACIÓN DEL LODO In: VIII Simpósio Internacional de Qualidade Ambiental. Porto Alegre: ABES, 2012. p.1 - 10