Produção de biohidrogênio a partir de soro de leite em AnSBBR com recirculação da fase líquida

O presente estudo investigou a aplicação de dois tipos de AnSBBR (reatores anaeróbio com biofilme e operados em batelada e batelada alimentada sequenciais: com recirculação da fase líquida e com agitação) para produção de biohidrogênio tratando água residuária sintética (a base de soro de leite e lactose, respectivamente). O AnSBBR com recirculação da fase líquida, que foi o estudo principal do presente trabalho, apresentou problemas na produção de hidrogênio utilizando soro de leite como substrato. Algumas alternativas, como adaptação da biomassa com substratos puros de degradação mais fácil, controle do pH em valores muito baixos e diferentes formas de inoculação foram testadas, entretanto, sem obtenção de sucesso. A solução do problema foi obtida ao refrigerar o meio de alimentação a 4ºC para evitar a fermentação no frasco de armazenamento, retirar a ureia e a suplementação de nutrientes, e realizar lavagens periódicas do material suporte para retirada de parte da biomassa. Dessa forma eliminaram-se indícios de produção de H2S por possível ação de bactérias redutoras de sulfato (BRS) e atingiu-se uma produção estável de hidrogênio sem, entretanto, eliminar completamento o metano, que foi produzido em baixas concentrações. Depois de atingida a estabilidade, investigou-se a influência da concentração afluente de substrato, do tempo de enchimento e da temperatura na produção de biohidrogênio no AnSBBR com recirculação da fase líquida tratando soro de leite. O estudo da concentração afluente apresentou um ponto ótimo para a concentração de 5400 mgDQO.L-1, atingindo valores de 0,80 mol H2.mol-1 lactose e de 660 mL H2.L-1.d-1. O estudo do tempo de enchimento apresentou resultados similares para as condições analisadas. Com relação à temperatura, os melhores resultados foram obtidos com a temperatura mais baixa testada de 15ºC (1,12 mol H2.mol lactose-1 e 1080 mL H2.L-1.d-1), sendo que na temperatura mais alta testada (45°C) não ocorreu produção de hidrogênio. Para o AnSBBR com agitação mecânica, que foi um estudado complementar realizado pelo fato da lactose ser o principal complemento do soro de leite, o desempenho do biorreator foi avaliado de acordo com influência conjunta do tempo de ciclo (tC – 2, 3 e 4 h), da concentração afluente (CSTA – 3600-5400 mgDQO.L-1) e da carga orgânica volumétrica aplicada (COAV – 9,3, 12,3, 13,9, 18,5 e 27,8 mgDQO.L-1.d-1). Foram obtidos excelentes resultados: consumos de carboidratos (lactose), com valores médios sempre acima de 90% e uma produção estável de biohidrogênio em todas as condições estudadas, com metano em baixas concentrações apenas na condição de maior COAV. A diminuição do tC apresentou tendência clara de melhora sobre o RMCRC,n (rendimento molar entre hidrogênio produzido e carboidrato removido) apenas para as condições com menor concentração CSTA, havendo uma relação direta entre CSTA, e RMCRC,n em todos os valores de tC, exceto para o tempo de ciclo de 3 h, exatamente onde ocorreu produção de metano. O melhor valor de RMCRC,n obtido na operação com lactose (1,65 mol H2.mol Carboidrato-1) foi superior aos obtidos em outros trabalhos utilizando a mesma configuração de reator e sacarose como substrato. As análises filogenéticas mostraram que a maioria dos clones analisados foi semelhante à Clostridium. Além destes, clones filogeneticamente semelhantes com a Família Lactobacilaceae, especificamente Lactobacillus rhamnosus foram observados em menor porcentagem no reator, assim como clones com sequências semelhantes a Acetobacter indonesiensis.

Vigor, variação na concentração de metabólitos sanguíneos e avaliação da transferência de imunidade passiva em bezerros leiteiros neonatos

O objetivo deste trabalho foi identificar o padrão de vigor e status metabólico através da determinação da frequência dos sinais objetivos e metabólitos sanguíneos após o nascimento, possivelmente associados à transferência de imunidade passiva, além de determinar o melhor horário para o uso do refratômetro de Brix na avaliação da transferência de imunidade passiva em bezerros neonatos após a ingestão de colostro. No primeiro experimento foram utilizados 46 bezerros neonatos de ambos os sexos, nascidos entre setembro de 2013 e julho de 2014. A avaliação do vigor dos animais foi realizada entre 15 e 30 minutos após o nascimento com o auxílio da escala APGAR modificada pela Universidade de Guelph. A colheita de sangue para análise de metabólitos seguiu os horários de 0h (antes da ingestão), 1h, 2h, 4h, 6h, 12h, 24h, 48h contadas a partir da ingestão do colostro. Os parâmetros sanguíneos foram determinados por kit enzimático específico para cada parâmetro em Sistema Automático para Bioquímica. Todos os animais utilizados neste estudo foram oriundos de partos eutócicos e apresentaram, de acordo com a escala APGAR, vigor satisfatório. As concentrações de metabólicos sanguíneos dos neonatos mostraram que o consumo de colostro aumentou a disponibilidade de energia e a concentração de frações proteicas, comumente utilizadas como indicativos da transferência de imunidade passiva. No segundo experimento foram utilizados 47 bezerros neonatos de ambos os sexos, nascidos entre março e julho de 2014. O colostro foi ordenhado após o parto e a qualidade determinada com auxílio do colostrômetro e do refratômetro digital. A colheita do sangue para a análise dos parâmetros sanguíneos seguiu os horários de 0h (antes da ingestão), 1h, 2h, 4h, 6h, 12h, 24h, 48h, 72h, 96 e 120h, contadas a partir da ingestão do colostro. A concentração de proteína total foi determinada por refratômetro de Brix e por kit enzimático em Sistema Automático para Bioquímica. Os demais parâmetros sanguíneos foram determinados por kit enzimático específico para cada parâmetro em Sistema Automático para Bioquímica. A contagem global e diferenciada das células sanguíneas foi realizada nos tempos 0, 12 e 24h após o fornecimento do colostro. O colostro se manteve na faixa de boa qualidade, segundo os critérios de classificação de medidas pelo colostrômetro e refratômetro digital de Brix. O consumo de colostro foi o principal fator de variação dos parâmetros estudados neste trabalho. A avaliação da transferência de imunidade passiva em bezerros recém-nascidos deve ser realizada por volta das 24 horas após a ingestão do colostro, pois neste momento a absorção de macromoléculas colostrais já está encerrada e a PT alcança estabilidade. A partir deste período, não é possível determinar se as frações proteicas avaliadas são de origem colostral ou endógena, o que não garante avaliação segura sobre a transferência de imunidade passiva.

Remoção da biomassa algal e determinação da concentração de microcistina pelo Método ELISA em ensaios de coagulação, sedimentação, filtração e adsorção

Nessa pesquisa são relatados os resultados da determinação das concentrações de microcistina e de biomassa algal após as várias etapas de tratamento de amostras de água coletadas junto ao reservatório de Barra Bonita-SP visando obtenção de água potável. O tratamento foi realizado em escala de laboratório com e sem aplicação de carvão ativado em pó (CAP) e as etapas foram: coagulação com aplicação de cloreto férrico, sedimentação, filtração em papel de filtro. Foi possível observar que a pré-clarificação desse tipo de água por coagulação seguida de sedimentação requereu dosagens relativamente elevadas de cloreto férrico (80 mg/L), tendo sido verificada eficiência muito baixa de remoção de microcistina nas etapas de tratamento por sedimentação seguida de filtração, quando não foi aplicado CAP. Apenas com a aplicação de CAP a microcistina foi reduzida à níveis que atendessem os padrões de potabilidade previstos na Portaria 518/04 (concentração menor que 1 μg/L). A determinação de microcistina pelo método que utiliza Imunoadsorventes Ligados à Enzima (ELISA) mostrou-se uma ferramenta útil e confiável para detectar e quantificar essa toxina, embora ainda apresente custo relativamente elevado.

Concepção de um receptor de cavidade para concentração de energia solar para aplicação em reatores químicos.

Este trabalho dimensionou um receptor de cavidade para uso como reator químico de um ciclo de conversão de energia solar para energia química. O vetor energético proposto é o hidrogênio. Isso implica que a energia solar é concentrada em um dispositivo que absorve a radiação térmica e a transforma em energia térmica para ativar uma reação química endotérmica. Essa reação transforma o calor útil em gás hidrogênio, que por sua vez pode ser utilizado posteriormente para geração de outras formas de energia. O primeiro passo foi levantar os pares metal/óxido estudados na literatura, cuja finalidade é ativar um ciclo termoquímico que possibilite produção de hidrogênio. Esses pares foram comparados com base em quatro parâmetros, cuja importância determina o dimensionamento de um receptor de cavidade. São eles: temperatura da reação; estado físico de reagentes e produtos; desgaste do material em ciclos; taxa de reação de hidrólise e outros aspectos. O par escolhido com a melhor avaliação no conjunto dos parâmetros foi o tungstênio e o trióxido de tungstênio (W/WO3). Com base na literatura, foi determinado um reator padrão, cujas características foram analisadas e suas consequências no funcionamento do receptor de cavidade. Com essa análise, determinaram-se os principais parâmetros de projeto, ou seja, a abertura da cavidade, a transmissividade da janela, e as dimensões da cavidade. Com base nos resultados anteriores, estabeleceu-se um modelo de dimensionamento do sistema de conversão de energia solar em energia útil para um processo químico. Ao se analisar um perfil de concentração de energia solar, calculou-se as eficiências de absorção e de perdas do receptor, em função da área de abertura de um campo de coleta de energia solar e da radiação solar disponível. Esse método pode ser empregado em conjunto com metodologias consagradas e dados de previsão de disponibilidade solar para estudos de concentradores de sistemas de produção de hidrogênio a partir de ciclos termoquímicos.