988 resultados para diffusion processes
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PhD in Chemical and Biological Engineering
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Tese de Doutoramento em Engenharia Civil (rea de especializao em Engenharia de Estruturas).
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A rotary thermal diffusion column with the inner cylinder rotating and the outer cylinder static was used to separate n-heptane-benzene mixtures at different speeds of rotation. The results show that the column efficiency depends on the speed of rotation. For the optimum speed the increase in efficiency relative to the static column was of the order of 8%. The role of the geometric irregularities in the annulus width on performance of the rotary column is also discussed.
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The influence of the feed composition upon the actual degrees of separation attained at the top and bottom sections of a thermogravitational column is discussed using the classical phenomenological theory of Furry, Jones, and Onsager. It is shown that, except for a feed composition of C 0 = 0.5 (mass fraction), the separation profile is nonsymmetric, i.e., the separations in the top and bottom sections of the column are nonsymmetric with respect to the feed composition, the asymmetry increasing as the feed composition moves away from C 0 = 0.5. An equation for the determination of the optimum feed location as a function of the feed composition is derived.
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Data have been obtained in steady-state batch operated thermogravitational separation columns using different binary mixtures to test the theory recently published by Morgado et al. The experimental results confirm that separations by thermal diffusion are asymmetrical except when the initial concentration is 0.5 and that the asymmetry is larger as the initial concentration deviates from 0.5 and as the separation potential increases.
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The equivalent annulus width concept is used to characterize a small commercial thermogravitational hermal diffusion column and its validity checked experimentally by separating batchwise in the column mixtures of n-heptanebenzene with different initial concentrations. The equation of Ruppell and Coull was used to analyse the data in the short separation times range and determine the equivalent annulus width. Good agreement was obtained between the experimental and predicted time-separation curves when using the equivalent annulus width value and on averaged value of the thermal diffusion constant. A new method is presented for the simultaneous determination of the equivalent annulus width and the thermal diffusion constant of a binary mixture from a single set of experimental data.
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This work presents a molecular-scale agent-based model for the simulation of enzymatic reactions at experimentally measured concentrations. The model incorporates stochasticity and spatial dependence, using diffusing and reacting particles with physical dimensions. We developed strategies to adjust and validate the enzymatic rates and diffusion coefficients to the information required by the computational agents, i.e., collision efficiency, interaction logic between agents, the time scale associated with interactions (e.g., kinetics), and agent velocity. Also, we tested the impact of molecular location (a source of biological noise) in the speed at which the reactions take place. Simulations were conducted for experimental data on the 2-hydroxymuconate tautomerase (EC 5.3.2.6, UniProt ID Q01468) and the Steroid Delta-isomerase (EC 5.3.3.1, UniProt ID P07445). Obtained results demonstrate that our approach is in accordance to existing experimental data and long-term biophysical and biochemical assumptions.
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El presente proyecto de investigacin se orienta a analizar la institucin del juicio por jurados, considerada como un punto estratgico para la observacin de los procesos de cambio que recorren la cultura jurdica en Argentina. Frente a las mltiples transformaciones y a los intensos procesos de reestructuracin de las relaciones sociales observados en el contexto latinoamericano y especialmente en Argentina, la necesidad de reconstruir la legitimidad de los jueces ante la opinin pblica se ha vuelto impostergable, y el recurso a la participacin popular en el campo judicial aparece como un instrumento til para ello. Analizar la efectividad de esta estrategia para la legitimacin del poder judicial es uno de los objetivos del presente proyecto de investigacin. Abordar dicho objetivo implica, indagar en la relacin entre la administracin de justicia y diferentes actores sociales, especialmente los miembros de la profesin jurdica y la opinin pblica.Se explora igualmente la contradiccin entre el hecho de que esta institucin, nacida para atenuar la dureza de los castigos, se ha implementado recientemente en la provincia de Crdoba en la situacin inversa. El modo en que la tensin entre el espritu garantista de los jueces y la demanda de castigos de los ciudadanos comunes se manejar en la prctica de los juicios por jurado, y su incidencia en el xito de las estrategias legitimadoras del poder judicial, aparece como una cuestin relevante para el anlisis que se propone. Con la utilizacin de diferentes fuentes de informacin cuantitativas y cualitativas, se espera que el anlisis de la implementacin del juicio penal con jurados populares en la provincia de Crdoba propuesto en el presente proyecto, contribuya a documentar los niveles de articulacin entre la cultura jurdica interna y externa.
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En este proyecto se plantea la posibilidad de aumentar el valor agregado de compuestos abundantes en nuestro pas (terpenos y glicerol) mediante reacciones de oxidacin y transesterificacin, reemplazando los procesos homogneos existentes por procesos heterogneos eco-compatibles. Para ello se desarrollarn catalizadores heterogneos del tipo MCM-41 e hidroxidos de doble capa (HDC) que posean la funcin activa especfica para estas reacciones bajo estudio.El limoneno, principal componente del aceite esencial de limn y los alfa- y beta- pinenos, presentes en el aceite de trementina, son materiales base ampliamente disponibles. Su oxifuncionalizacin cataltica, mediante reacciones de epoxidacin u oxidacin alilica, permite producir una gran variedad de productos como fragancias, agroqumicos, medicinas, etc. En tanto, se espera un marcado incremento en la disponibilidad de glicerol, subproducto de la produccin de biodiesel. Mediante su transesterificacin cataltica heterognea es posible obtener selectivamente monosteres, los cuales tienen importantes aplicaciones como emulsionantes o agentes de estabilizacin en la produccin de frmacos, cosmticos y alimentos. El diseo y sntesis de los materiales catalticos mencionados permitir la obtencin de productos qumicos finos por mtodos limpios con bajo impacto ambiental, atendiendo a los altos niveles de contaminacin ambiental generados por los procesos homogneos tradicionales.
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El estudio del trfico intracelular en neuronas ha despertado gran inters en los ltimos aos, debido a que un gran nmero de enfermedades neurodegenerativas y neuropsiquitricas parecen tener origen en en el transporte defectuoso de protenas en estos tipos celulares. Mediante el uso de tcnicas de biologa celular y molecular, fuimos capaces de describir una de las vas que regula la fisin de las vesculas que llevan su cargo desde la ltima cisterna del Aparato de Golgi hacia la superficie celular en clulas epiteliales no polarizadas. Uno de los componentes clave de esa va result ser la Proteina Kinasa D1 (PKD1), cuya actividad en el Aparato de Golgi es esencial para un normal transporte intracelular. Sorprendentemente, observamos que la PKD1 en neuronas con polaridad establecida no regula la fisin en el Golgi, pero si estara involucrada en la selectividad y distribucin (sorting) de vesculas cuyo cargo debe ser especficamente dirigido a las membranas dendrticas. El bloqueo de la actividad de la PKD1 no solamente cambia el destino final de estos cargos, que son enviados de esta forma a la membrana terminal del axn, sino que tambin es capaz de inducir defectos en el desarrollo y crecimiento de los procesos dendrticos a largo plazo. En este proyecto estudiaremos de que manera influye la perturbacin del sorting, en ausencia de PKD1 activa y de otros componentes que la regulan, en la distribucin de receptores de factores neurotrficos y de neurotransmisores glutamatrgicos, y cmo estos cambios en su distribucin afectan el nmero, tamao, y funcionalidad de los procesos neuronales (axones y dendritas). Estos resultados contribuirn a adquirir mayores conocimientos de los mecanismos dependientes del transporte y sorting de protenas de membrana que participan en la regulacin del crecimiento neuronal, los cuales a su vez aportarn informacin valiosa en la comprensin de un gran nmero de enfermedades neurolgicas. The study of intracellular trafficking in neurons has arisen a great deal of interest in the last years, since a great number of neurodegenerative and neuropsychiatric disorders seem to be originated in abnormal protein transport in these type of cells. Using cell and molecular biology methodologies, we have been capable of describe one of the pathways that regulate the fission of vesicles that carry their cargo from the last Golgi Apparatus cisternae to the cell surface in non-polarized epithelial cells. One of the key components in this pathway is the Protein Kinase D1 (PKD1), whose activity in the Golgi Apparatus is essential for a normal intracelular transport. Surprisingly, we have observed that PKD1 does not regulate fission in neurons with established polarity, but it would be involved in vesicles' sorting at Golgi, particularly of those that carry specific dendritic cargo. Blocking PKD1 activity changes the final destination of these cargoes, which is now sent to the axons' terminal membranes, and also produces late dendritic development and growing defects. In this project we will study how sorting perturbation in absence of PKD1 and its regulators activities influences selectivity and distribution of neurotrophic and neurotransmitter receptors, and how these sorting changes affect number, size and functionality of neuronal processes (axons and dendrites). These results will help to acquire greater knowledge about transport and sorting mechanisms of neuronal growth regulatory membrane proteins. In addition, these studies will contribute with new valuable information necessary to understand numerous neurological diseases.
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El creciente desarrollo de la industria del cuero y textil en nuestro pas, y especficamente en la provincia de Crdoba, ha hecho resurgir en los ultimos aos una problemtica an no resuelta que es la elevada contaminacin de los recursos hdricos. En ambas industrias, la operacin de teido involucra principalmente colorantes de tipo azoico los cuales son "no biodegradables" y se fragmentan liberando aminas aromticas cancergenas. Para abordar esta problemtica, la fotocatlisis heterognea aparece como una nueva tecnologa que permitira la completa mineralizacin de estos colorantes. A travs de radiacin y un fotocatalizador slido adecuado se pueden generan radicales libres eficientes para la oxidacin de materia orgnica (colorantes) en medio acuoso. En este sentido, se proponen tamices moleculares mesoporosos modificados con metales de transicin (MT) como fotocatalizadores potencialmente aptos para la degradacin de estos contaminantes. El propsito principal de este proyecto es el diseo, sntesis, caracterizacin y evaluacin de materiales mesoporosos que presenten actividad fotocataltica ya sea mediante la modificacin de su estructura con diversos metales fotosensibles y/o emplendolos como soporte de xido de titanio. Se pretende evaluar estos materiales en la degradacin de colorantes intentando desplazar su fotosensibilidad hacia la radiacin visible para desarrollar nuevas tecnologas con menor impacto ambiental y mayor aprovechamiento de la energa solar. Para ello se sintetizarn materiales del tipo MCM-41 modificados con distintos MT tales como Fe, Cr, Co, Ni y Zn mediante incorporacin directa del in metlico o impregnacin. Al mismo tiempo, tanto estos ltimos materiales como el MCM-41 silceo sern empleados como soporte de TiO2. Sus propiedades fisicoqumicas se caracterizarn mediante distintas tcnicas instrumentales y su actividad fotocataltica se evaluar en la degradacin de colorantes azoicos bajo radiacin visible. Se seleccionar el catalizador ms eficiente y se estudiarn los diversos factores que afectan el proceso de fotodegradacin. As mismo, el anlisis de la concentracin del colorante y los productos presentes en el medio en funcin del tiempo de reaccin permitir inferir sobre la cintica de la decoloracin y postular posibles mecanismos de fotodegradacin. Con esta propuesta se espera contribur al desarrollo de un sector industrial importante en nuestra provincia como es el de las industrias del cuero y textil, mediante la generacin de nuevas tecnologas que empleen la energa solar para la degradacin de sus efluentes (colorantes). En este sentido, se espera desarrollar nuevos materiales optimizados para lograr la mayor eficiencia fotocataltica. Esto conducira entonces hacia la remediacin de un problema ambiental de alto impacto tanto para nuestra provincia y nuestro pas como para la poblacin mundial, como es la contaminacin de los recursos hdricos. Finalmente, con este proyecto se contribuir a la formacin de dos doctorandos y un maestrando, cuyos temas de tesis estn vinculados con nuestro objeto de estudio. The increasing development of the textile and leather industries in our country, and specifically in Crdoba, has revived an unresolved problem that is the high contamination of water resources. In both industries, the dyeing involves mainly type azoic dyes which are not biodegradable and break releasing carcinogenic aromatic amines. Heterogeneous photocatalysis appears as a new technology that would allow the complete mineralization of these pollutants. Through radiation and a suitable solid it is possible to generate free radicals for efficient oxidation of organic matter (dyes) in aqueous medium. In this respect, mesoporous molecular sieves modified with transition metals are proposed as potential photocatalysts. The main purpose of this project is the synthesis of mesoporous materials having photocatalytic activity for the degradation of dyes. We will try to move their photosensitivity to visible radiation to develop new technologies with lower environmental impact and greater use of solar energy. Materials MCM-41 modified with metals (Fe, Cr, Co, Ni and Zn) will be synthesized by direct incorporation or impregnation. These materials and the siliceous MCM-41 will be then employed as support of TiO2. The materials will be evaluated in the photocatalytic degradation of azoic dyes under visible radiation. The influence of different factors on the photodegradation proccess will be studied. Kinetic studies will be carried out and a possible reaction way will be proposed. Thus, this work will contribute to the advancement of an important industrial sector and the remediation of an environmental problem with high impact for our province and our country. Moreover, this proyect will contribute to the development of two doctoral tesis and one magister tesis which are vinculated with our study subject.
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El objetivo del presente proyecto es estudiar los procesos fsicos y qumicos del radical OH con compuestos orgnicos voltiles (COVs), con los cuales sea factible la formacin de agregados de van der Waals (vdW) responsables de la curvatura en los grficos de Arrhenius, empleando tcnicas modernas, complementarias entre si y novedosas en el pas. El problema ser abordado desde tres perspectivas complementarias: 1) estudios cinticos, 2) estudios mecansticos y de distribucin de productos y 3) estudios de la dinmica de los procesos fsicos y qumicos. La finalidad es alcanzar una mejor comprensin de los mecanismos que intervienen en el comportamiento qumico de especies presentes en la atmsfera y obtener datos cinticos de alta calidad que puedan alimentar modelos computacionales capaces de describir la composicin de la atmsfera, presente y futura. Los objetivos son estudiar: 1) mediante fotlisis lser pulsada con deteccin por fluorescencia inducida por lser (PLP-LIF), en reactores de flujo, la cintica de reaccin del radical OH(v=0) con COVs que presentan grficos de Arrhenius curvos con energas de activacin negativas, tales como alcoholes insaturados, alquenos halogenados, teres halogenados, steres alifticos; 2) en una cmara de simulacin de condiciones atmosfricas de gran volumen (4500 L), la identidad y el rendimiento de productos de las reacciones mencionadas, a fines de evaluar su impacto atmosfrico y dilucidar los mecanismos de reaccin; 3) mediante haces moleculares y espectroscopa lser, la estructura y reactividad de complejos de vdW entre alcoholes insaturados o aromticos (cresoles) y el radical OH, como modelo de los aductos propuestos como responsables de la desviacin al comportamiento de Arrhenius de las reacciones mencionadas; 4) mediante PLP-LIF y expansiones supersnicas, las constantes especficas estado a estado (ksts) de relajacin/reaccin del radical OH(v=1-4) vibracionalmente excitado con los COVs mencionados. Los resultados experimentales obtenidos sern contrastados con clculos ab-initio de estructura electrnica, los cuales apoyarn las interpretaciones, permitirn proponer estructuras de estados de transicin y aductos colisionales, como as tambin calcular las frecuencias de vibracin de los complejos de vdW para su posterior asignacin en los espectros LIF y REMPI. Asimismo, los mecanismos de reaccin propuestos y los parmetros cinticos medidos experimentalmente sern comparados con aquellos obtenidos por clculos tericos. The aim of this project is to study the physical and chemical processes of OH radicals with volatile organic compounds (VOCs) with which the formation of van der Waals (vdW) clusters, responsible for the observed curvature in the Arrhenius plots, might be feasible. The problem will be addressed as follow : 1) kinetic studies; 2) products distribution and mechanistic studies and 3) dynamical studies of the physical and chemical processes. The purpose is to obtain a better understanding of the mechanisms that govern the chemical behavior of species present in the atmosphere and to obtain high quality kinetic data to be used as input to computational models. We will study: 1) the reaction kinetics of OH (v=0) radicals with VOCs such as unsaturated alcohols, halogenated alkenes, halogenated ethers, aliphatic esters, which show curved Arrhenius plots and negative activation energies, by PLP-LIF, in flow systems; 2) in a large volume (4500 L) atmospheric simulation chamber, reaction products yields in order to evaluate their atmospheric impact and reaction mechanisms; 3) using molecular beams and laser spectroscopy, the structure and reactivity of the vdW complexes formed between the unsaturated or aromatic alcohols and the OH radicals as a model of the adducts proposed as responsible for the non-Arrhenius behavior; 4) the specific state-to-state relaxation/reaction rate constants (ksts) of the vibrationally excited OH (v=1-4) radical with the VOCs by PLP-LIF and supersonic expansions. Ab-initio calculations will be carried out to support the interpretation of the experimental results, to obtain the transition state and collisional adducts structures, as well as to calculate the vibrational frequencies of the vdW complexes to assign to the LIF and REMPI spectra. Also, the proposed reaction mechanisms and the experimentally measured kinetic parameters will be compared with those obtained from theoretical calculations.
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Las reacciones bioqumicas que ocurren como consecuencia del tratamiento y almacenamiento de los alimentos, mejoran la seguridad alimentaria, las propiedades sensoriales y la vida til. Sin embargo, el tratamiento trmico, la exposicin a la luz y el oxgeno pueden causar dao oxidativo a los lpidos y protenas. Los procesos oxidativos de matrices complejas tienen caractersticas distintivas que no se manifiestan cuando los componentes son sometidos a oxidacin individualmente. La hiptesis de trabajo es que la oxidacin de protenas en matrices alimentarias complejas altera la estructura y las propiedades funcionales de las protenas y, que las modificaciones que se producen varan segn las condiciones de procesamiento y de la composicin qumica del alimento. Nuestros estudios intentan demostrar que el estado oxidativo de las protenas de un alimento es un parmetro importante para la evaluacin de las propiedades funcionales, sensoriales y nutricionales de un producto lcteo. El objetivo general del proyecto es el estudio de los procesos de oxidacin de matrices alimentarias complejas (la leche, miel) y su relacin con distintos procesos y materiales utilizados en la industria. Es decir, nos proponemos estudiar las consecuencias funcionales y biolgicas (calidad nutricional, coagulacin) de la oxidacin proteica en modelos experimentales in vitro y en productos comerciales. 1. Estudiar los fenmenos de peroxidacin proteica en leche entera y descremada sometida a los distintos procesos tecnolgicos de la produccin de leche y queso a escala laboratorio. Se realizarn las mismas experiencias con albmina srica y con protenas aisladas de suero de leche para comparar diferencias entre una matriz compleja y una simple. 2. Determinar la relacin entre oxidacin y composicin proteica de la leche, y los cambios en las fracciones proteicas aisladas (casenas y beta-lactoglobulina). 3. Analizar el impacto de los procesos tecnolgicos a nivel de produccin primaria (composicin proteica y estado de oxidacin) en los indicadores de inflamacin (contenido de clulas somticas y protena C Reactiva) y de estado redox (capacidad antioxidante de los productos lcteos y nivel de carbonilos de proteinas). 4. Comparar las caractersticas de composicin qumica y el estado de oxidacin de leche provenientes de las tres regiones (Buenos Aires, Santa Fe y Crdoba) que conforman la cuenca lctea Argentina. Este objetivo se realizar conjuntamente con los integrantes de nuestro grupo de investigacin que trabajan en el Laboratorio de Control de Calidad de la Escuela Superior de Lechera. 5. Determinar los metabolitos secundarios de mieles uniflorales propuestos como responsables de la capacidad antioxidante de estas (polifenoles) y como indicadores de su origen botnico. 6. Valorar la capacidad antioxidante total de mieles uniflorales. 7. Validar los mtodos analticos y semicuantitativos utilizados y a utilizar en el presente proyecto teniendo en cuenta lo efectos de matrices tpico de los fluidos biolgicos y las mezclas. El estudio de las modificaciones oxidativas de matrices complejas es un tema que es importante tanto desde el punto de vista del conocimiento bsico como del aplicado. Nosotros creemos que el presente proyecto aportar conocimiento sobre las caractersticas de las vas oxidativas de protenas en matrices complejas y que podr ser utilizado para disear estrategias productivas tendientes a disminuir el deterioro de la calidad de la leche debido a la exposicin a energa radiante. Parte de la experiencia ganada por el grupo ha sido ya volcada a subsanar dificultades y problemas de oxidacin y deterioro de la calidad de alimentos. Adems, se contribuir a discernir la paradoja que existe en el rea sobre las propiedades oxidantes/antioxidantes de los polifenoles y la relacin entre estas y el estado oxidativo de un alimento. The biochemical reactions that occur as a result of food treatment and storage, improve food security, sensory properties and shelf life. Heat treatment, exposure to light and oxygen can cause oxidative damage to lipids and proteins. Oxidative processes in complex matrices display distinctive features that do not appear when the components are individually subjected to oxidation. The hypothesis is that protein oxidation in complex food matrices alters the structure and functional properties of proteins and that the modifications vary according to process conditions and food composition. The main goal is to study oxidation of complex food matrices (milk, honey) with different processes and materials used in the industry. The specific aims are: 1. To study protein oxidation in whole milk and skim subject to various technological processes. The same experiences will be done with serum albumin and isolated whey proteins to compare complex and simple matrices. 2. To determine the relationship between oxidation and milk protein composition, and changes in casein and beta-lactoglobulin. 3. Analyze the impact of technological processes at the level of primary production on markers of inflammation and redox (antioxidant capacity and protein carbonyls). 4. Compare characteristics of chemical composition and oxidation state of milk. 5. Determine secondary metabolites of honey responsible for the antioxidant capacity of these. 6. To evaluate the total antioxidant capacity unifloral honey. This project will provide knowledge about characteristics of oxidative pathways of proteins in complex matrices that can be used to design production strategies aimed at reduce the deterioration of milk quality. Also, it would help to discern the paradox that exists on the oxidants/antioxidants properties of polyphenols and the relationship between these and the oxidative status of a food.
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The crustacean fishery is important to the socio economics of rural and island communities around Ireland; with brown crab (Cancer pagurus) and European lobster (.Homarus gammarus) being the most valuable shellfish species. Brown crab and lobster are marketed live with the majority being exported from Ireland to southern Europe. Post capture processes used in Ireland are very subjective but promote fresh, live products. Common practices used in the crustacean fishery include nicking of brown crab and long term storage of lobster. This study showed that nicking resulted in elevated mean lactate levels of 17.90% (StDev 1.74) and elevated mean glucose levels of 120.55 % (StDev 0.26) with mean circulating bacteria levels 9 times greater in nicked crab. Nicking resulted in 96.3% increase in tissue necrosis and a subsequent reduction in product quality. These factors possibly compromise the hosts defense system, which may ultimately reduce the animals ability to cope with additional stressors caused by post-harvest processes. Long term storage allows lobster to be stored until the market is less saturated and prices are higher. This investigation found that some lobsters contracted bacterial biofilms as a result of long term storage. Bacteria isolated from biofilms were identified as Arcobacter and Campylobacterales with identity and alignment scores of 80% andd 88% respectively.