Depolymerisation and biodegradation of a synthetic tanning agent by activated sludges, the bacteria Arthrobacter globiformis and Comamonas testosteroni, and the fungus Cunninghamella polymorpha

Degradation of a synthetic tanning agent CNSF (a condensation product of 2-naphthatenesulfonic acid (2-NSA) and formaldehyde) by four activated sludges, two previously characterised bacterial strains, Arthrobacter sp. 2AC and Comamonas sp. 4BC, and the fungus Cunninghamella polymorpha, was studied in batch culture at 25 degrees C by determining the changes in the concentrations of CNSF and its component monomers and oligomers (n2-n11). The loss of individual oligomers was correlated with the length of the NSA-CH2 chain. Approximately 25% of the total CNSF was degraded (i.e. mineralised) by the microbes contained in the four activated sludges and by the two bacterial isolates but with different lag phases and at different overall rates. The decline in CNSF concentration was due almost entirely to the biodegradation of the monomers (34.3% of CNSF) and, in particular, 2-NSA (27% of CNSF). There was no change in the n2-n 11 components. The growth of C. polymorpha, on the other hand, arose from extracellular depolymerisation of CNSF oligomers and the biodegradation of the lower molecular mass products. Between 38% and 42% of total CNSF was degraded by C. polymorpha at 25 degrees C. The order of oligomer degradation was inversely related to degree of polymerisation. Eighty percent and 90% of the n4 and n5 and 100% oligomers n6-n11 were degraded after 120 h. At a higher temperature (37 degrees C) oligomers n4-n11 were degraded completely after 120 h. A combination of biodegradation (75%) and sorption to fungal biomass (25%) accounted for the measured loss of all oligomers from the solution phase. The CNSF degradation rates and the volume of fungal biomass produced (and therefore the extent of biosorption) were dependent on the presence of a second carbon source (both optimum at glucose 5 g/l). This is the first report that identifies and distinguishes between depolymerisation, sorption and biodegradation processes in the removal of CNSF and its component oligomers. The use of combinations of the depolymerising fungus C. polymorpha, and the monomer-degrading bacteria, Arthrobacter sp. 2AC and Comamonas sp. 4BC, have potential for wastewater treatment.

Biodegradation of naphthalene-2-sulfonic acid present in tannery wastewater by bacterial isolates Arthrobacter sp 2AC and Comamonas sp 4BC

Two bacterial strains, 2AC and 4BC, both capable of utilizing naphthalene-2-sulfonic acid (2-NSA) as a sole source of carbon, were isolated from activated sludges previously exposed to tannery wastewater. Enrichments were carried out in mineral salt medium (MSM) with 2-NSA as the sole carbon source. 16S rDNA sequencing analysis indicated that 2AC is an Arthrobacter sp. and 4BC is a Comamonas sp. Within 33 h, both isolates degraded 100% of 2-NSA in MSM and also 2-NSA in non-sterile tannery wastewater. The yield coefficient was 0.33 g biomass dry weight per gram of 2-NSA. A conceptual model, which describes the aerobic transformation of organic matter, was used for interpreting the biodegradation kinetics of 2-NSA. The half-lives for 2-NSA, at initial concentrations of 100 and 500 mg/l in MSM, ranged from 20 h (2AC) to 26 h (4BC) with lag-phases of 8 h (2AC) and 12 h (4BC). The carbon balance indicates that 75-90% of the initial TOC (total organic carbon) was mineralized, 5-20% remained as DOC (dissolved organic carbon) and 3-10% was biomass carbon. The principal metabolite of 2-NSA biodegradation (in both MSM and tannery wastewater) produced by Comamonas sp. 4BC had a MW of 174 and accounted for the residual DOC (7.0-19.0% of the initial TOC and 66% of the remaining TOC). Three to ten percent of the initial TOC (33% of the remaining TOC) was associated with biomass. The metabolite was not detected when Arthrobacter sp. 2AC was used, and a lower residual DOC and biomass carbon were recorded. This suggests that the two strains may use different catabolic pathways for 2-NSA degradation. The rapid biodegradation of 2-NSA (100 mg/l) added to non-sterile tannery wastewater (total 2-NSA, 105 mg/l) when inoculated with either Arthrobacter 2AC or Comamonas 4BC showed that both strains were able to compete with the indigenous microorganisms and degrade 2-NSA even in the presence of alternate carbon sources (DOC in tannery wastewater = 91 mg/l). The results provide information useful for the rational design of bioreactors for tannery wastewater treatment.

Mechanistic modelling of pilling. Part II: Individual-fibre computational model

A one-dimensional computational model of pilling of a fibre assembly has been created. The model follows a set of individual fibres, as free ends and loops appear as fuzz and arc progressively withdrawn from the body of the assembly, and entangle to form pills, which eventually break off or are pulled out. The time dependence of the computation is given by ticks, which correspond to cycles of a wear and laundering process. The movement of the fibres is treated as a reptation process. A set of standard values is used as inputs to the computation. Predictions arc given of the change with a number Of cycles of mass of fuzz, mass of pills, and mass removed from the assembly. Changes in the standard values allow sensitivity studies to be carried out.

Mechanistic modelling of pilling. Part I: Detailing of mechanisms

Mechanistic models of pilling are discussed in general terms, and a framework for pilling simulations is thereby created. A fundamental flaw in earlier models of pilling is revealed. A more comprehensive model of fibre diffusion and withdrawal from the fabric is proposed, and this is solved in general terms to find the rate of fuzz growth. Fuzz wear-off and entanglement into pills are discussed. Fibre fatigue is introduced, and it is demonstrated that this potentially increases the rate of withdrawal of anchor fibres.

Fibre slippage in cyclically perturbed fibrous assemblies

The dynamics of fibre slippage within general non-bonded fibrous assemblies is studied in the situation where the assembly is subjected to general small cyclic loads. Two models are proposed. The first is applicable when the general cyclic loading is complemented by an occasional tugging force on one end of a fibre, which causes it to gradually withdraw from the assembly, such as might occur during the pilling of a textile. The second considers the situation in which the cyclic perturbations act around a constant background load applied to the assembly. The dynamics is reminiscent of self-organized critical behaviour. This model is applied to predict the progressive elongation of a single yarn during weaving.

Unravelling the evolution of autumn colours: an interdisciplinary approach.

Leaf colour change is commonly observed in temperate deciduous forests in autumn. This is not simply a side effect of leaf senescence, and, in the past decade, several hypotheses have emerged to explain the evolution of autumn colours. Yet a lack of crosstalk between plant physiologists and evolutionary ecologists has resulted in slow progress, and so the adaptive value of this colour change remains a mystery. Here we provide an interdisciplinary summary of the current body of knowledge on autumn colours, and discuss unresolved issues and future avenues of research that might help reveal the evolutionary meaning of this spectacle of nature.

Who is in charge? An L2 Discourse Intonation Study on Four Prosodic Parameters to Exert the Pragmatic Function of Dominance and Control in the Context of L2 Non-specialist Public Speaking

This paper reports the findings from a study of the learning of English intonation by Spanish speakers within the discourse mode of L2 oral presentation. The purpose of this experiment is, firstly, to compare four prosodic parameters before and after an L2 discourse intonation training programme and, secondly, to confirm whether subjects, after the aforementioned L2 discourse intonation training, are able to match the form of these four prosodic parameters to the discourse-pragmatic function of dominance and control. The study designed the instructions and tasks to create the oral and written corpora and Brazil’s Pronunciation for Advanced Learners of English was adapted for the pedagogical aims of the present study. The learners’ pre- and post-tasks were acoustically analysed and a pre / post- questionnaire design was applied to interpret the acoustic analysis. Results indicate most of the subjects acquired a wider choice of the four prosodic parameters partly due to the prosodically-annotated transcripts that were developed throughout the L2 discourse intonation course. Conversely, qualitative and quantitative data reveal most subjects failed to match the forms to their appropriate pragmatic functions to express dominance and control in an L2 oral presentation.

Thermobonded Fabrics

In 2009 Avella created a series of innovative fabrics for the Yves St Laurent (YSL) collection, deploying techniques from vehicle engineering to generate new materials for a range of garments. Studying the bonding of layers of material in ceramic plate thermobonding technology, Avella conducted a series of experiments with textiles such as flannel, silk and synthetics, and material such as leather, layered with polyamide foam and textile substrate to create new, textured and insulating fabrics with beautiful surfaces and interesting forms. The lightweight properties of the foam enabled the maximum insulation/weight ratio, and the panel moulding technology brought new forms of draping prêt-a-porter fashion design. Exclusive to YSL, this technique was patented and then shown at the Premiere Vision textiles trade fair in 2010. Much documented in specialist journals this innovation also breached the trade-culture barrier and was reported and documented in mainstream newspapers (New York Herald Tribune). Avella’s background in textile workshop studio experimentation at the RCA brought to YSL textiles research for manufacture, the innovative collaboration between fashion couture and engineering laboratory experiments from vehicle design.

Implementação de um Sistema de Gestão Integrado da Qualidade e da Segurança e Saúde do Trabalho na empresa máximo internacional Imp. Exp. S.A.

Dissertação de Mestrado em Gestão Integrada da Qualidade, Ambiente e Segurança

Avaliação de Impacto Ambiental, Valorização do Efluente e dos Resíduos Sólidos da Indústria Corticeira

A preocupação com o meio ambiente, nomeadamente na descarga de águas residuais, consumo de água excessivo e produção de resíduos industriais, está cada vez mais presente no quotidiano. Devido a estas problemáticas, efetuou-se a avaliação de impacte ambiental (AIA) do processo produtivo das rolhas de cortiça naturais, tratamento das águas de cozedura da cortiça (estudo da possível reutilização do efluente tratado) e valorização de subprodutos – resíduo sólido (raspa de cortiça), sendo estes os objetivos propostos para a realização da presente dissertação. Na AIA, efetuada no decorrer das fases da Análise do Ciclo de Vida (ACV), foram selecionadas 8 categorias de impacte – aquecimento global, acidificação, dessecação, toxicidade e ecotoxicidade, eutrofização, consumo de recursos não renováveis e oxidação foto-química. A água de cozedura caracterizou-se por uma elevada carga poluente, apresentando elevada concentração de cor, Carência Química de Oxigénio (CQO), taninos e lenhina e Sólidos Suspensos Totais (SST). O processo de tratamento proposto consistiu num pré-tratamento por ultrafiltração (UF), com membranas de 30.000 e 20.000 MWCO, seguido de adsorção por carvão ativado (comercial e produzido a partir de raspa de cortiça). No tratamento por UF, utilizando uma membrana de 30.000 MWCO, foram obtidas percentagens de remoção para a primeira amostra de água de cozedura de 74,8 % para a cor, 33,1 % para a CQO e para a segunda amostra de 85,2 % para a cor e 41,8 % para a CQO. Posteriormente, apenas para a segunda amostra de água de cozedura e com uma membrana de 20.000 MWCO, as percentagens de remoção obtidas foram superiores, de 93% para a cor, 68,9 % para a CQO, 88,4 % para taninos e lenhina e 43,0 % para azoto total. No tratamento por adsorção com carvão ativado estudou-se o tempo de equilíbrio do carvão ativado comercial e do carvão ativado produzido a partir de aparas de cortiça, seguindo-se o estudo das isotérmicas de adsorção, no qual foram analisados os parâmetros da cor e CQO para cada solução. Os ajustes dos modelos teóricos aos pontos experimentais demonstraram que ambos os modelos (Langmuir e Freundlich) poderiam ser considerados, uma vez que apresentaram ajustes idênticos. Relativamente ao tratamento de adsorção em contínuo do permeado, obtido por UF com membrana de 20.000 MWCO, constatou-se que ambos os carvões ativados (comercial e produzido) não ficaram saturados, tendo em consideração os tempos de saturação estimados pela capacidade máxima de adsorção (determinada para a isotérmica de Langmuir) e as representações gráficas dos valores experimentais obtidos para cada ensaio. No ensaio de adsorção com carvão ativado comercial verificou-se que o efluente tratado poderia ser descarregado no meio hídrico ou reutilizado no processo industrial (considerando os parâmetros analisados), uma vez que até aos 11 minutos de ensaio a concentração da solução à saída foi de 111,50 mg/L O2, para a CQO, e incolor, numa diluição de 1:20. Em relação à adsorção em contínuo com carvão ativado produzido verificou-se no ensaio 4 que o efluente resultante apresentou uma concentração de CQO de 134,5 mg/L O2 e cor não visível, numa diluição de 1:20, ao fim de 1h22 min de ensaio. Assim, concluiu-se que os valores obtidos são inferiores aos valores limite de emissão (VLE) presentes no Decreto-Lei n.º 236/98 de 1 de Agosto. O carvão ativado produzido apresentou elevada área superficial específica, com 870 m2/g, comparativamente ao carvão comercial que foi de 661 m2/g. O processo de extração da suberina a partir de raspa de cortiça isenta de extraíveis, efetuado através da metanólise alcalina, apresentou percentagens de extração superiores aos restantes métodos. No processo efetuado em scale-up, por hidrólise alcalina, obteve-se uma extração de 3,76 % de suberina. A aplicação da suberina no couro demonstrou que esta cera apresenta enormes potencialidades, uma vez que a sua aplicação confere ao couro um aspeto sedoso, com mais brilho e um efeito de “pull-up”.

Obtenção e caracterização de queratinase de bacillus sp. P45 a partir de coprodutos e aplicação na produção de queijos cremosos enriquecidos com chia e quinoa

As proteases constituem 60-65% do mercado global das enzimas industriais e são utilizadas na indústria de alimentos no processo de amaciamento de carne, na síntese de peptídeos, preparo de fórmulas infantis, panificação, cervejarias, produtos farmacêuticos, diagnósticos médicos, como aditivos na indústria de detergentes e na indústria têxtil no processo de depilação e transformação do couro. Proteases específicas produzidas por micro-organismos queratinolíticos são chamadas de queratinases e distinguem-se de outras proteases pela maior capacidade de degradação de substratos compactos e insolúveis como a queratina. Atualmente, processos que apontem o uso total das matérias-primas e que não resultem em impactos negativos ao meio ambiente tem ganhado destaque. Dentro desta temática, destacam-se a reutilização da farinha de penas residual durante o cultivo do Bacillus sp. P45 para produção de proteases e a biomassa residual de levedura, ambas com elevados teores de proteínas, podendo ser utilizadas no cultivo do Bacillus sp. P45 para obtenção de proteases. O objetivo deste trabalho foi obter a enzima queratinase purificada em grandes quantidades, sua caracterização, bem como a sua aplicação em processos de coagulação enzimática do leite para o desenvolvimento de um queijo cremoso enriquecido com farinha de chia e quinoa. Além disso, aplicar diferentes coprodutos para produção de enzimas proteolíticas e queratinolíticas. A presente tese foi dividida em quatro artigos: no primeiro foi realizado a obtenção da queratinase purificada em maiores quantidades e a determinação dos parâmetros de estabilidade térmica e a influência de componentes químicos na atividade enzimática. A obtenção da enzima em maiores quantidades alcançou fatores de purificação de 2,6, 6,7 e 4,0 vezes, paras 1º SAB, 2º SAB e diafiltração, respectivamente. A recuperação enzimática alcançou valores de 75,3% para o 1º SAB, 75,1% no 2º sistema e 84,3% na diafiltração. A temperatura de 55ºC e o pH 7,5 foram determinados como ótimos para atividade da enzima queratinase. O valor da energia de desativação (Ed) médio foi de 118,0 kJ/mol e os valores de z e D variaram de 13,6 a 18,8ºC, e 6,9 a 237,3 min, respectivamente. Além disso a adição de sais (CaCl2, CaO, C8H5KO4 e MgSO4) elevou a atividade da enzima na presença destes compostos. O segundo artigo apresenta a aplicação da queratinase como coagulante de leite bovino e sua aplicação na obtenção de queijo cremoso enriquecido com chia e quinoa. A enzima mostrou atividade de coagulação semelhante ao coagulante comercial, na concentração de 30mg/mL. A enzima purificada foi empregada de forma eficiente na fabricação do queijo cremoso, que apresentou valores de pH de 5,3 e acidez de 0,06 a 0,1 mol/L, com elevação durante os 25 dias de armazenamento. O terceiro artigo apresenta o perfil do queijo cremoso enriquecido com farinha de chia e quinoa, o qual apresentou alto índice de retenção de água (>99,0%) e baixos valores de sinérese (<0,72%). Elevados teores de fibras foi verificado (3,0 a 5,0%), sugerindo seu consumo como fonte de fibras. As análises microbiológicas foram de acordo com a legislação vigente. Na análise sensorial foi verificado altos valores de suavidade ao paladar e verificado maiores valores de consistência e untabilidade nas amostras com maiores concentrações de nata e quinoa. O quarto artigo traz a extração de β-galactosidase por ultrassom e o uso da biomassa residual da levedura, bem como o uso de farinha de penas residuais como substrato para obtenção de proteases. O ultrassom foi eficiente para ruptura celular e extração de β-galactosidase, apresentando alta atividade (35,0 U/mL) e rendimento (876,0 U/g de biomassa). A maior atividade proteolítica (1300 U/mL em 32 h) e queratinolítica (89,2 U/mL) verificadas ocorreram utilizando-se a biomassa e a farinha de penas residuais, respectivamente. Maior produtividade proteolítica (40,8 U/mL/h) foi verificado no meio utilizando biomassa residual como substrato. Já a maior produtividade queratinolítica (2,8 U/mL/h) foi alcançada utilizando farinha de penas reutilizada.

Cross-linguistic influences in the phonetic and lexical component in English, Baque and Spanish: Contextual and individual factors in language acquisition and attrition.

350 p.