968 resultados para kinetic parameters


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This work represents the proceedings of the fifteenth symposium which convened at Colorado State University on May 24, 1985. The two day meeting was scheduled one month later than usual, i.e., after the spring semester, so that travelers from the Midwest (Iowa State University, Kansas State University and University of Missouri) could enjoy the unique mountain setting provided at Pingree Park. The background of the photograph on the cover depicts the beauty of the area. ContentsGreg Sinton and S.M. Leo, KSU. Models for the Biodegration of 2.4-D and Related Xenobiotic Compounds. V. Bringi, CSU. Intrinsic Kinetics from a Novel Immobilized Cell CSTR. Steve Birdsell, CU. Novel Microbial Separation Techniques. Mark Smith, MU. Kinetic Characterization of Growth of E. coli on Glucose. Michael M. Meagher, ISU. Kinetic Parameters of Di- and Trisaccharaide Hydrolysis by Glucoamylase II. G.T. Jones and A.K. Ghosh Hajra, KSU. Modeling and Simulation of Legume Modules with Reactive Cores and Inert Shells. S.A. Patel and C.H. Lee, KSU. Energetic Analysis and Liquid Circulation in an Airlift Fermenter. Rod R. Fisher, ISU. The Effects of Mixing during Acid Addition of Fractionally Precipitated Protein. Mark M. Paige, CSU. Fed-batch Fermentations of Clostridium acetobutylicum. Michael K. Dowd, ISU. A Nonequilibirium Thermodynamic Description of the Variation of Contractile Velocity and Energy Use in Muscle. David D. Drury, CSU. Analysis of Hollow Fiber Bioreactor Performance for MAmmalian Cells by On-Line MMR. H.Y. Lee, KSU. Process Analysis of Photosynthetic Continuous Culture Systems. C.J. Wang, MU. Kinetic Consideration in Fermentation of Cheese Whey to Ethanol.

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Earth's largest reactive carbon pool, marine sedimentary organic matter, becomes increasingly recalcitrant during burial, making it almost inaccessible as a substrate for microorganisms, and thereby limiting metabolic activity in the deep biosphere. Because elevated temperature acting over geological time leads to the massive thermal breakdown of the organic matter into volatiles, including petroleum, the question arises whether microorganisms can directly utilize these maturation products as a substrate. While migrated thermogenic fluids are known to sustain microbial consortia in shallow sediments, an in situ coupling of abiotic generation and microbial utilization has not been demonstrated. Here we show, using a combination of basin modelling, kinetic modelling, geomicrobiology and biogeochemistry, that microorganisms inhabit the active generation zone in the Nankai Trough, offshore Japan. Three sites from ODP Leg 190 have been evaluated, namely 1173, 1174 and 1177, drilled in nearly undeformed Quaternary and Tertiary sedimentary sequences seaward of the Nankai Trough itself. Paleotemperatures were reconstructed based on subsidence profiles, compaction modelling, present-day heat flow, downhole temperature measurements and organic maturity parameters. Today's heat flow distribution can be considered mainly conductive, and is extremely high in places, reaching 180 mW/m**2. The kinetic parameters describing total hydrocarbon generation, determined by laboratory pyrolysis experiments, were utilized by the model in order to predict the timing of generation in time and space. The model predicts that the onset of present day generation lies between 300 and 500 m below sea floor (5100-5300 m below mean sea level), depending on well location. In the case of Site 1174, 5-10% conversion has taken place by a present day temperature of ca. 85 °C. Predictions were largely validated by on-site hydrocarbon gas measurements. Viable organisms in the same depth range have been proven using 14C-radiolabelled substrates for methanogenesis, bacterial cell counts and intact phospholipids. Altogether, these results point to an overlap of abiotic thermal degradation reactions going on in the same part of the sedimentary column as where a deep biosphere exists. The organic matter preserved in Nankai Trough sediments is of the type that generates putative feedstocks for microbial activity, namely oxygenated compounds and hydrocarbons. Furthermore, the rates of thermal degradation calculated from the kinetic model closely resemble rates of respiration and electron donor consumption independently measured in other deep biosphere environments. We deduce that abiotically driven degradation reactions have provided substrates for microbial activity in deep sediments at this convergent continental margin.

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El futuro de la energía nuclear de fisión dependerá, entre otros factores, de la capacidad que las nuevas tecnologías demuestren para solventar los principales retos a largo plazo que se plantean. Los principales retos se pueden resumir en los siguientes aspectos: la capacidad de proporcionar una solución final, segura y fiable a los residuos radiactivos; así como dar solución a la limitación de recursos naturales necesarios para alimentar los reactores nucleares; y por último, una mejora robusta en la seguridad de las centrales que en definitiva evite cualquier daño potencial tanto en la población como en el medio ambiente como consecuencia de cualquier escenario imaginable o más allá de lo imaginable. Siguiendo estas motivaciones, la Generación IV de reactores nucleares surge con el compromiso de proporcionar electricidad de forma sostenible, segura, económica y evitando la proliferación de material fisible. Entre los sistemas conceptuales que se consideran para la Gen IV, los reactores rápidos destacan por su capacidad potencial de transmutar actínidos a la vez que permiten una utilización óptima de los recursos naturales. Entre los refrigerantes que se plantean, el sodio parece una de las soluciones más prometedoras. Como consecuencia, esta tesis surgió dentro del marco del proyecto europeo CP-ESFR con el principal objetivo de evaluar la física de núcleo y seguridad de los reactores rápidos refrigerados por sodio, al tiempo que se desarrollaron herramientas apropiadas para dichos análisis. Efectivamente, en una primera parte de la tesis, se abarca el estudio de la física del núcleo de un reactor rápido representativo, incluyendo el análisis detallado de la capacidad de transmutar actínidos minoritarios. Como resultado de dichos análisis, se publicó un artículo en la revista Annals of Nuclear Energy [96]. Por otra parte, a través de un análisis de un hipotético escenario nuclear español, se evalúo la disponibilidad de recursos naturales necesarios en el caso particular de España para alimentar una flota específica de reactores rápidos, siguiendo varios escenarios de demanda, y teniendo en cuenta la capacidad de reproducción de plutonio que tienen estos sistemas. Como resultado de este trabajo también surgió una publicación en otra revista científica de prestigio internacional como es Energy Conversion and Management [97]. Con objeto de realizar esos y otros análisis, se desarrollaron diversos modelos del núcleo del ESFR siguiendo varias configuraciones, y para diferentes códigos. Por otro lado, con objeto de poder realizar análisis de seguridad de reactores rápidos, son necesarias herramientas multidimensionales de alta fidelidad específicas para reactores rápidos. Dichas herramientas deben integrar fenómenos relacionados con la neutrónica y con la termo-hidráulica, entre otros, mediante una aproximación multi-física. Siguiendo este objetivo, se evalúo el código de difusión neutrónica ANDES para su aplicación a reactores rápidos. ANDES es un código de resolución nodal que se encuentra implementado dentro del sistema COBAYA3 y está basado en el método ACMFD. Por lo tanto, el método ACMFD fue sometido a una revisión en profundidad para evaluar su aptitud para la aplicación a reactores rápidos. Durante ese proceso, se identificaron determinadas limitaciones que se discutirán a lo largo de este trabajo, junto con los desarrollos que se han elaborado e implementado para la resolución de dichas dificultades. Por otra parte, se desarrolló satisfactoriamente el acomplamiento del código neutrónico ANDES con un código termo-hidráulico de subcanales llamado SUBCHANFLOW, desarrollado recientemente en el KIT. Como conclusión de esta parte, todos los desarrollos implementados son evaluados y verificados. En paralelo con esos desarrollos, se calcularon para el núcleo del ESFR las secciones eficaces en multigrupos homogeneizadas a nivel nodal, así como otros parámetros neutrónicos, mediante los códigos ERANOS, primero, y SERPENT, después. Dichos parámetros se utilizaron más adelante para realizar cálculos estacionarios con ANDES. Además, como consecuencia de la contribución de la UPM al paquete de seguridad del proyecto CP-ESFR, se calcularon mediante el código SERPENT los parámetros de cinética puntual que se necesitan introducir en los típicos códigos termo-hidráulicos de planta, para estudios de seguridad. En concreto, dichos parámetros sirvieron para el análisis del impacto que tienen los actínidos minoritarios en el comportamiento de transitorios. Concluyendo, la tesis presenta una aproximación sistemática y multidisciplinar aplicada al análisis de seguridad y comportamiento neutrónico de los reactores rápidos de sodio de la Gen-IV, usando herramientas de cálculo existentes y recién desarrolladas ad' hoc para tal aplicación. Se ha empleado una cantidad importante de tiempo en identificar limitaciones de los métodos nodales analíticos en su aplicación en multigrupos a reactores rápidos, y se proponen interesantes soluciones para abordarlas. ABSTRACT The future of nuclear reactors will depend, among other aspects, on the capability to solve the long-term challenges linked to this technology. These are the capability to provide a definite, safe and reliable solution to the nuclear wastes; the limitation of natural resources, needed to fuel the reactors; and last but not least, the improved safety, which would avoid any potential damage on the public and or environment as a consequence of any imaginable and beyond imaginable circumstance. Following these motivations, the IV Generation of nuclear reactors arises, with the aim to provide sustainable, safe, economic and proliferationresistant electricity. Among the systems considered for the Gen IV, fast reactors have a representative role thanks to their potential capacity to transmute actinides together with the optimal usage of natural resources, being the sodium fast reactors the most promising concept. As a consequence, this thesis was born in the framework of the CP-ESFR project with the generic aim of evaluating the core physics and safety of sodium fast reactors, as well as the development of the approppriated tools to perform such analyses. Indeed, in a first part of this thesis work, the main core physics of the representative sodium fast reactor are assessed, including a detailed analysis of the capability to transmute minor actinides. A part of the results obtained have been published in Annals of Nuclear Energy [96]. Moreover, by means of the analysis of a hypothetical Spanish nuclear scenario, the availability of natural resources required to deploy an specific fleet of fast reactor is assessed, taking into account the breeding properties of such systems. This work also led to a publication in Energy Conversion and Management [97]. In order to perform those and other analyses, several models of the ESFR core were created for different codes. On the other hand, in order to perform safety studies of sodium fast reactors, high fidelity multidimensional analysis tools for sodium fast reactors are required. Such tools should integrate neutronic and thermal-hydraulic phenomena in a multi-physics approach. Following this motivation, the neutron diffusion code ANDES is assessed for sodium fast reactor applications. ANDES is the nodal solver implemented inside the multigroup pin-by-pin diffusion COBAYA3 code, and is based on the analytical method ACMFD. Thus, the ACMFD was verified for SFR applications and while doing so, some limitations were encountered, which are discussed through this work. In order to solve those, some new developments are proposed and implemented in ANDES. Moreover, the code was satisfactorily coupled with the thermal-hydraulic code SUBCHANFLOW, recently developed at KIT. Finally, the different implementations are verified. In addition to those developments, the node homogenized multigroup cross sections and other neutron parameters were obtained for the ESFR core using ERANOS and SERPENT codes, and employed afterwards by ANDES to perform steady state calculations. Moreover, as a result of the UPM contribution to the safety package of the CP-ESFR project, the point kinetic parameters required by the typical plant thermal-hydraulic codes were computed for the ESFR core using SERPENT, which final aim was the assessment of the impact of minor actinides in transient behaviour. All in all, the thesis provides a systematic and multi-purpose approach applied to the assessment of safety and performance parameters of Generation-IV SFR, using existing and newly developed analytical tools. An important amount of time was employed in identifying the limitations that the analytical nodal diffusion methods present when applied to fast reactors following a multigroup approach, and interesting solutions are proposed in order to overcome them.

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Pregnancy leads to several changes in body composition and morphology of women. It is not clear whether the biomechanical changes occurring in this period are due exclusively to body composition and size or to other physiological factors. The purpose was to quantify the morphology and body composition of women throughout pregnancy and in the postpartum period and identify the contribution of these parameters on the lower limb joints kinetic during gait. Eleven women were assessed longitudinally, regarding anthropometric, body composition, and kinetic parameters of gait. Body composition and body dimensions showed a significant increase during pregnancy and a decrease in the postpartum period. In the postpartum period, body composition was similar to the 1st trimester, except for triceps skinfold, total calf area, and body mass index, with higher results than at the beginning of pregnancy. Regression models were developed to predict women’s internal loading through anthropometric variables. Four models include variables associated with the amount of fat; four models include variables related to overall body weight; three models include fat-free mass; one model includes the shape of the trunk as a predictor variable. Changes in maternal body composition and morphology largely determine kinetic dynamics of the joints in pregnant women.

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Reassembly of enzymes from peptide fragments has been used as a strategy for understanding the evolution, folding, and role of individual subdomains in catalysis and regulation of activity. We demonstrate an oligomerization-assisted enzyme reassembly strategy whereby fragments are covalently linked to independently folding and interacting domains whose interactions serve to promote efficient refolding and complementation of fragments, forming active enzyme. We show that active murine dihydrofolate reductase (E.C. 1.5.1.3) can be reassembled from complementary N- and C-terminal fragments when fused to homodimerizing GCN4 leucine zipper-forming sequences as well as heterodimerizing protein partners. Reassembly is detected by an in vivo selection assay in Escherichia coli and in vitro. The effects of mutations that disrupt fragment affinity or enzyme activity were assessed. The steady–state kinetic parameters for the reassembled mutant (Phe-31 → Ser) were determined; they are not significantly different from the full-length mutant. The strategy described here provides a general approach for protein dissection and domain swapping studies, with the capacity both for rapid in vivo screening as well as in vitro characterization. Further, the strategy suggests a simple in vivo enzyme-based detection system for protein–protein interactions, which we illustrate with two examples: ras–GTPase and raf–ras-binding domain and FK506-binding protein-rapamycin complexed with the target of rapamycin TOR2.

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Sulfite oxidase catalyzes the terminal reaction in the degradation of sulfur amino acids. Genetic deficiency of sulfite oxidase results in neurological abnormalities and often leads to death at an early age. The mutation in the sulfite oxidase gene responsible for sulfite oxidase deficiency in a 5-year-old girl was identified by sequence analysis of cDNA obtained from fibroblast mRNA to be a guanine to adenine transition at nucleotide 479 resulting in the amino acid substitution of Arg-160 to Gln. Recombinant protein containing the R160Q mutation was expressed in Escherichia coli, purified, and characterized. The mutant protein contained its full complement of molybdenum and heme, but exhibited 2% of native activity under standard assay conditions. Absorption spectroscopy of the isolated molybdenum domains of native sulfite oxidase and of the R160Q mutant showed significant differences in the 480- and 350-nm absorption bands, suggestive of altered geometry at the molybdenum center. Kinetic analysis of the R160Q protein showed an increase in Km for sulfite combined with a decrease in kcat resulting in a decrease of nearly 1,000-fold in the apparent second-order rate constant kcat/Km. Kinetic parameters for the in vitro generated R160K mutant were found to be intermediate in value between those of the native protein and the R160Q mutant. Native sulfite oxidase was rapidly inactivated by phenylglyoxal, yielding a modified protein with kinetic parameters mimicking those of the R160Q mutant. It is proposed that Arg-160 attracts the anionic substrate sulfite to the binding site near the molybdenum.

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The specific formylation of initiator methionyl-tRNA by methionyl-tRNA formyltransferase (MTF; EC 2.1.2.9) is important for the initiation of protein synthesis in eubacteria and in eukaryotic organelles. The determinants for formylation in the tRNA are clustered mostly in the acceptor stem. As part of studies on the molecular mechanism of recognition of the initiator tRNA by MTF, we report here on the isolation and characterization of suppressor mutations in Escherichia coli MTF, which compensate for the formylation defect of a mutant initiator tRNA, lacking a critical determinant in the acceptor stem. We show that the suppressor mutant in MTF has a glycine-41 to arginine change within a 16-amino acid insertion found in MTF from many sources. A mutant with glycine-41 changed to lysine also acts as a suppressor, whereas mutants with changes to aspartic acid, glutamine, and leucine do not. The kinetic parameters of the purified wild-type and mutant Arg-41 and Lys-41 enzymes, determined by using the wild-type and mutant tRNAs as substrates, show that the Arg-41 and Lys-41 mutant enzymes compensate specifically for the strong negative effect of the acceptor stem mutation on formylation. These and other considerations suggest that the 16-amino acid insertion in MTF plays an important role in the specific recognition of the determinants for formylation in the acceptor stem of the initiator tRNA.

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The binding of killer cell Ig-like Receptors (KIR) to their Class I MHC ligands was shown previously to be characterized by extremely rapid association and dissociation rate constants. During experiments to investigate the biochemistry of receptor–ligand binding in more detail, the kinetic parameters of the interaction were observed to alter dramatically in the presence of Zn2+ but not other divalent cations. The basis of this phenomenon is Zn2+-induced multimerization of the KIR molecules as demonstrated by BIAcore, analytical ultracentrifugation, and chemical cross-linking experiments. Zn2+-dependent multimerization of KIR may be critical for formation of the clusters of KIR and HLA-C molecules, the “natural killer (NK) cell immune synapse,” observed at the site of contact between the NK cell and target cell.

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The human nucleotide pool sanitization enzyme, MTH1, hydrolyzes 2-hydroxy-dATP and 8-hydroxy-dATP in addition to 8-hydroxy-dGTP. We report here that human MTH1 is highly specific for 2-hydroxy-ATP, among the cognate ribonucleoside triphosphates. The pyrophosphatase activities for 8-hydroxy-GTP, 2-hydroxy-ATP and 8-hydroxy-ATP were measured by high-performance liquid chromatography. The kinetic parameters thus obtained indicate that the catalytic efficiencies of MTH1 are in the order of 2-hydroxy-dATP > 2-hydroxy-ATP > 8-hydroxy-dGTP > 8-hydroxy-dATP >> dGTP > 8-hydroxy-GTP > 8-hydroxy-ATP. Notably, MTH1 had the highest affinity for 2-hydroxy-ATP among the known substrates. ATP is involved in energy metabolism and signal transduction, and is a precursor in RNA synthesis. We suggest that the 2-hydroxy-ATP hydrolyzing activity of MTH1 might prevent the perturbation of these ATP-related pathways by the oxidized ATP.

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The characterization of 4a-carbinolamine dehydratase with the enzymatically synthesized natural substrate revealed non-Michaelis-Menten kinetics. A Hill coefficient of 1.8 indicates that the dehydratase exists as a multisubunit enzyme that shows cooperativity. A mild form of hyperphenylalaninemia with high 7-biopterin levels has been linked to mutations in the human 4a-carbinolamine dehydratase gene. We have now cloned and expressed two mutant forms of the protein based on a patient's DNA sequences. The kinetic parameters of the mutant C82R reveal a 60% decrease in Vmax but no change in Km (approximately 5 microM), suggesting that the cysteine residue is not involved in substrate binding. Its replacement by arginine possibly causes a conformational change in the active center. Like the wild-type enzyme, this mutant is heat stable and forms a tetramer. The susceptibility to proteolysis of C82R, however, is markedly increased in vitro compared with the wild-type protein. We have also observed a decrease in the expression levels of C82R protein in transfected mammalian cells, which could be due to proteolytic instability. The 18-amino acid-truncated mutant GLu-87--> termination could not be completely purified and characterized due to minute levels of expression and its extremely low solubility as a fusion protein. No dehydratase activity was detected in crude extracts from transformed bacteria or transfected mammalian cells. Considering the decrease in specific activity and stability of the mutants, we conclude that the patient probably has less than 10% residual dehydratase activity, which could be responsible for the mild hyperphenylalaninemia and the high 7-biopterin levels.

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Tyrosine phosphorylation of a 17-amino acid immunoreceptor tyrosine-based activation motif (ITAM), conserved in each of the signaling subunits of the T-cell antigen receptor (TCR), mediates the recruitment of ZAP-70 and syk protein-tyrosine kinases (PTKs) to the activated receptor. The interaction between the two tandemly arranged Src-homology 2 (SH2) domains of this family of PTKs and each of the phosphotyrosine-containing ITAMs was examined by real-time measurements of kinetic parameters. The association rate and equilibrium binding constants for the ZAP-70 and syk SH2 domains were determined for the CD3 epsilon ITAM. Both PTKs bound with ka and Kd values of 5 x 10(6) M-1.sec-1 and approximately 25 nM, respectively. Bindings to the other TCR ITAMs (zeta 1, zeta 2, gamma, and delta ITAMs) were comparable, although the zeta 3 ITAM bound approximately 2.5-fold less well. Studies of the affinity of a single functional SH2 domain of ZAP-70 provided evidence for the cooperative nature of binding of the dual SH2 domains. Mutation of either single SH2 domain decreased the Kd by > 100-fold. Finally, the critical features of the ITAM for syk binding were found to be similar to those required for ZAP-70 binding. These data provide insight into the mechanism by which the multisubunit TCR interacts with downstream effector molecules.

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O hidrogênio (H2) tem sido considerado uma fonte de energia limpa bastante promissora, pois sua combustão origina apenas moléculas de água, sendo uma alternativa ao uso de combustíveis fósseis. Entretanto, os métodos atuais de produção de H2 demandam matérias-primas finitas e uma grande quantidade de energia, tornando a sua obtenção não sustentável. Mais recentemente, a via fermentativa tem sido considerada para a produção de H2, utilizando como matérias-primas efluentes industriais, materiais lignocelulósicos e biomassa de algas, denominado de bio-hidrogênio de primeira, segunda e terceira geração, respectivamente. Neste trabalho foi isolada uma bactéria anaeróbia a partir de uma cultura mista (lodo) de um sistema de tratamento de vinhaça, após pré-tratamento do lodo a pH 3 por 12 horas. Este microrganismo foi identificado com 99% de similaridade como Clostridium beijerinckii com base na sequência do gene RNAr 16S denominado de C. beijerinckii Br21. A temperatura e o pH mais adequados para o crescimento e produção de H2 por esta cultura foi 35 °C e pH inicial 7,0. A bactéria possui a capacidade de utilizar ampla variedade de fontes de carbono para a produção de H2 por fermentação, especialmente, monossacarídeos resultantes da hidrólise de biomassa de algas, tais como glicose, galactose e manose. Foram realizados ensaios em batelada para a produção de H2 com a bactéria isolada empregando diferentes concentrações de glicose e galactose, visando a sua futura utilização em hidrolisados de alga. Os parâmetros cinéticos dos ensaios de fermentação estimados pelo modelo de Gompertz modificado, como a velocidade máxima de produção (Rm), a quantidade máxima de hidrogênio produzido (Hmáx) e o tempo necessário para o início da produção de hidrogênio (fase lag) para a glicose (15 g/L) foram de: 58,27 mL de H2/h, 57,68 mmol de H2 e 8,29 h, respectivamente. Para a galactose (15 g/L), a Rm, Hmáx e foram de 67,64 mL de H2/h, 47,61 mmol de H2 e 17,22 horas, respectivamente. O principal metabólito detectado ao final dos ensaios de fermentação, foi o ácido butírico, seguido pelo ácido acético e o etanol, tanto para os ensaios com glicose, como com galactose. C. beijerinckii é um candidato bastante promissor para a produção de H2 por fermentação a partir de glicose e galactose e, consequentemente, a partir de biomassa de algas como substratos.

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Esta tese apresenta e discute os dados obtidos a partir de trabalho experimental projetado para avaliar comparativamente o desempenho de reatores desnitrificantes em batelada, tendo etanol, metanol e gás metano como doadores de elétrons. Os experimentos foram realizados em reatores em escala de bancada. Os ensaios com gás metano objetivaram verificar a efetividade deste sub-produto de reatores anaeróbios em substituir os doadores exógenos de elétrons comumente utilizados, tais como metanol e etanol. Para alcançar o objetivo principal deste trabalho, os parâmetros cinéticos de desnitrificação, para os doadores de elétrons ensaiados, foram determinados nas diferentes condições operacionais. Além disso, as alterações ocorridas na população microbiana, ao longo do período experimental, foram avaliadas em relação à diversidade microbiana, por meio de análises microscópicas (óptica, de fluorescência e eletrônica de varredura) e da técnica de Biologia Molecular de PCR/DGGE. A completa desnitrificação foi alcançada para todos os compostos testados, e o etanol foi o doador de elétrons mais eficiente para a desnitrificação. A melhor razão carbono-nitrogênio para a desnitrificação foi igual a 1,0. Contudo, este parâmetro foi encontrado ser inadequado para utilização no processo de desnitrificação, uma vez que não expressa a capacidade real do composto usado em doar elétrons. A desnitrificação com metano ocorreu tanto na presença como na ausência de oxigênio, embora a baixas velocidades quando comparado com os outros compostos. No entanto, a configuração do reator utilizado neste estudo não foi adequada para promover a efetiva dissolução do gás metano na fase líquida. Por essa razão, sugere-se o desenvolvimento de configurações de reatores apropriadas para minimizar as resistências à transferência de massa da fase gasosa para a líquida e também desta para a biomassa.

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Devido ao esgotamento de recursos não renováveis e o aumento das preocupações sobre as alterações climáticas, a produção de combustível renovável a partir de microalgas continua a atrair muita a atenção devido ao seu potencial para taxas rápidas de crescimento, alto teor de óleo, capacidade de crescer em cenários não convencionais e a neutralidade de carbono, além de eliminar a preocupação da disputa com as culturas alimentares. Em virtude disso, torna-se importante o desenvolvimento de um processo de conversão das microalgas em gás combustível, em destaque o gás de síntese. Visando essa importância, estudou-se a reação de gaseificação da microalga Chlorella vulgaris através de experimentos de análise termogravimétrica para estimar os parâmetros cinéticos das reações e através da simulação de um modelo matemático dinâmico termoquímico do processo usando equações de conservação de massa e energia acoplados a cinética de reação. Análises termogravimétricas isotérmicas e dinâmicas foram realizadas usando dois diferentes tipos de modelos cinéticos: isoconversionais e reações paralelas independentes (RPI). Em ambos os modelos, os valores dos parâmetros cinéticos estimados apresentaram bons ajustes e permaneceram dentro daqueles encontrados na literatura. Também foram analisados os efeitos dos parâmetros cinéticos do modelo RPI sobre a conversão da microalga no intuito de observar quais mais se pronunciavam diante a variação de valores. Na etapa de simulação do sistema controlado pelo reator solar, o modelo matemático desenvolvido foi validado por meio da comparação dos valores de temperatura e concentrações de produtos obtidos medidos experimentalmente pela literatura, apresentando boa aproximação nos valores e viabilizando, juntamente com a etapa experimental de termogravimetria, a produção de gás de síntese através da gaseificação da microalga Chlorella vulgaris.

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O microrreator faz parte de conjunto de dispositivos de uma nova e promissora tecnologia, que podem ser chamados de micro fabricados, atuante em campos como a da química, biológica, farmacêutica, engenharia química e biotecnologia. Trata-se de um dispositivo que possibilita reação química, tais como os reatores convencionais, mas com dimensões menores, com canais na escala micrométrica. A tecnologia de miniaturização de dispositivos para reações químicas vem se expandindo promovendo uma importante evolução, com microssistemas que abrange dispositivos mais eficazes, com configuração e geometrias específicas e menor consumo de energia, onde reações com elevadas taxas de transporte podem ser usadas para muitas finalidades diferentes, tais como, reações rápidas, mistura, reações sensíveis à temperatura, temperatura de homogeneização, ou até mesmo precipitação de nano partículas. Devido sua escala ser extremamente reduzida em relação à escala macro, oferecem um sistema que permite uma investigação do processo em um curto espaço de tempo, sendo muito útil para o rastreio de substratos, enzimas, condições de reação, bem como a determinação de parâmetros cinéticos. O presente trabalho teve por objetivo estudar a biodegradação enzimática de 2,4,6-Triclorofenol, com a utilização das enzimas Lacase e Soybean Peroxidase em microrreator da Syrris com volume de 250 ?l, que permite o estudo de cinéticas muito rápidas. Para as análises de degradação utilizou-se duas enzimas, a Lacase em concentrações de 0,05; 0,1 e 0,2 mg/ml; e a Soybean Peroxidase em concentrações de 0,0005; 0,001 e 0,002 mg/ml com a adição de Peróxido de Hidrogênio. Através dos ensaios realizados obteve-se dados experimentais da reação enzimática, possibilitando a verificação da taxa inicial de reação e sua cinética. Posteriormente, realizou-se as análises em simulação utilizando os dados experimentais, que através de um sistema de EDOs estimando inicialmente as constantes cinéticas k1, k2 e k3 usando a ferramenta ESTIMA, onde apresentaram duas respostas, uma resposta típica de mínimos quadrados, e a outra resposta que a velocidade inicial, que foi melhor representada pelos parâmetros obtidos. O método empregado na degradação do substrato, o microrreator mostrou-se eficiente, permitindo a detecção de baixo consumo de substrato para a determinação da taxa inicial, em curto tempo de residência. Perante os ensaios realizados com Lacase e Soybean Peroxidase, o microrreator é também um equipamento eficaz na repetitividade e na reprodutibilidade dos dados obtidos em diferentes concentrações.