Academic literature on the topic '66.098:546.11'

A new complex {{[Cu(oxbe)]Cu(tmen)}2・2ClO4}n (H3oxbe = N-benzoato-Nʹ-(2-aminoethyl)- oxamido, tmen = N,N,Nʹ,Nʹ-tetramethylethylenediamine) has been synthesized and characterized by IR spectroscopy, elemental analysis, and single-crystal X-ray diffraction, and by its magnetic properties. It crystallizes in the triclinic system, space group P¯1, with a = 1.364(2), b = 1.379(2), c = 1.516(3) nm, α = 64.402(3), β = 66.098(3), γ = 89.604(3)°, V = 2.301(7) nm3, Z = 2, Dcalcd. = 1.71 g cm−3. The structure of 1 consists of tetranuclear units. Through syn-anti carboxylate bridges, the complex features a chain structure.

Дисертація присвячена науково-технічним основам технології ферментації сільськогосподарських відходів з отриманням водню. В дисертаційній роботі було виділено ефективну асоціацію мікроорганізмів-деструкторів целюлози та продуцентів водню. За основу взято природну асоціацію мікроорганізмів з ґрунту, що зменшує вміст в асоціації консументів водню – сульфатредукуючих мікроорганізмів, в порівнянні з природними асоціаціями з мулу та проточних водойм. В роботі експериментально визначено, що для знешкодження метаноутворюючих мікроорганізмів необхідно проводити температурну обробку інокуляту при t = 90ºС протягом 1 години. За даної обробки мікроорганізми родів Clostridium та Bacillus утворюють спори, що проростають вже за 2 дні за сприятливих умов. Визначено, що додаткове збагачення асоціації мікроорганізмами родів Clostridiuт та Bacillus призводить до збільшення виходу водню в порівнянні з вихідною асоціацією. При чому вміст водню в біогазі залежить від кількості та співвідношення мікроорганізмів, що додаються. Встановлено, що збагачення асоціації культурами мікроорганізмів родів Clostridium та Bacillus у співвідношенні 1:2,5 дає можливість збільшити вихід водню в 2,3 рази. Визначено раціональний метод попередньої обробки сировини (3 год, 20% NaOH) що дозволяє підвищити вихід водню у 3 рази. Луг ефективно видаляє лігнін з біомаси, покращує доступність целюлози та збільшує площу адсорбція субстрату для мікроорганізмів. В дисертаційній роботі наведено математичний опис продукування біогазу залежно від значення рН та концентрації субстрату, що дозволяє моделювати довільний характер процесу і визначати оптимальні умови продукування водню в залежності від змінних параметрів процесу. Визначено основні технологічні параметри процесу ферментації целюлозовмісної сировини з продукуванням водню: температура процесу – 35ºC, рН - 7 – 7,5, концентрація сировини - 50 ± 5 г/дм3, співвідношення інокуляту до субстрату 1:4, постійне відведення водню з зони ферментації, що дозволяє одержати біогаз з вмістом водню 87,5±4,2%.

Tese de doutoramento em Biological and Chemical Engineering
In this study, the continuous product ion with immobilized cells of beer without alcohol was investigated. Apart from the evaluation of the various parameters affecting the quality of the continuous product ion of alcohol- free beer, a detailed study on the hydrodynamics of three phase bioreactors was also done. One of the major costs associated with continuous fermentations is the carrier cost where the yeast is immobilized. Two carriers that are byproducts of the brewing industry and agriculture (corn cobs and spent grains) were considered and applied in two different types of bioreactors: gas- lift and fixed-bed, using small and large particles, respectively. The presence of sol id particles in three-phase systems can influence the course of the fermentation, as the hydrodynamics of the system may be modified. Thus, in this work the influence of spent grains in regime transition on a bubble column was studied. In the presence of spent grains, the limits where the homogeneous regime prevails are smaller than without solids. The effect is similar to liquids with low viscosity. Different configurations of gas- lift bioreactors were also evaluated and the configuration with better global hydrodynamic properties for the continuous fermentation of alcohol- free beer was selected. Having this done, the local hydrodynamic properties of the three-phase system were characterized using advanced techniques such as optical fibers, traditionally applied in two-phase systems. Local studies indicated that the hydrodynamic characteristics are more affected by the fermentation metabolites (e.g. ethanol ) than the sol ids. The gas- lift reactor configuration was demonstrated to be the one that allowed for the obtention of a better quality beer. For this system were also tested the influence of the composition of the gas-phase in the formation of aroma and flavour compounds, as well as the influence of a long- term fermentation on the physiology of immobilized yeast. The results indicated that the use of nitrogen in the gas phase exhibits an interesting potential in terms of mixing and maintenance of anaerobic conditions essential in a continuous fermentation. Finally strategies for maintaining and monitoring the physiology of the immobilized yeast have been suggested. Among these are the regular addition of fresh carrier (spent grains) and control of the number bud scars resulting from the yeast cell division. In the continuous product ion of alcohol- free beer, several knowledge areas are involved and its interaction is of fundamental importance. It starts with the select ion of the best carrier and yeast strain. Then, the bioreactor design based on the interact ion between its hydrodynamic properties and the fermentation performance. In this work the complex relation between these different fields allowed the acquisition of new knowledge that will be useful in the future.
Neste trabalho, foi estudada a produção de cerveja sem álcool em contínuo, utilizando leveduras imobilizadas. O trabalho englobou diferentes áreas, como: o estudo da hidrodinâmica de bioreactores trifásicos, e o estudo de diversos parâmetros que afectam a qualidade da fermentação contínua de cerveja sem álcool. Um dos principais custos associados à fermentação contínua é o custo dos suportes onde se imobilizam as leveduras. Assim foram estudados dois suportes que são subprodutos da indústria agrícola e cervejeira (espigas de mi lho e “spent grains”). De acordo com os resultados obtidos, os suportes, de diferentes dimensões, foram aplicados a dois tipos de bioreactores - "gás- lift" (partículas menores) e leito fixo (partículas maiores). A presença de partículas sólidas em sistemas trifásicos pode influenciar o decurso de uma fermentação. Assim neste trabalho foi estudada a influência dos “spent grains” na transição de regime em coluna de bolhas. O estudo teve como objectivo simular uma parte do reactor gas- lift (tubo ascendente) e entender os mecanismos físicos que ai ocorrem. Na presença dos “spent grains” os caudais aos quais o regime homogéneo prevalece são menores, efeito similar a líquidos com baixa viscosidade. Seguidamente a influência dos “spent grains” foi estudada para diferentes configurações de bioreactores gas- lift. No fim foi seleccionada a configuração que apresentava propriedades hidrodinâmicas globais que melhor se adaptam as características de uma fermentação contínua de cerveja sem álcool. Feita a selecção do bioreactor estudou-se as propriedades hidrodinâmicas locais do sistema trifásico. Para tal recorreu-se a técnicas mais refinadas (fibras ópticas), normalmente utilizadas em sistemas bifásicos. Assim foi necessário desenvolver um método para a utilização destas técnicas em sistemas trifásicos que pode ser também aplicada a sistemas com elevada densidade celular. Os estudos locais indicaram que as características hidrodinâmicas são mais afectadas pelos subprodutos da fermentação do que pelos sólidos Foram também realizadas experiências que permitiram estudar a influência de diversos parâmetros (tipo de bioreactor, estirpe de levedura, suporte) na fermentação continua. Entre os parâmetros estudados o produto final que apresentava melhor qualidade foi obtido utilizando um bioreactor gás- lift com leveduras imobilizadas em “spent grains”. Neste sistema foram ainda testados a influência do tipo da fase gasosa na formação de compostos do aroma e sabor, assim como a influência de uma fermentação continua de longa duração na fisiologia das leveduras imobilizadas. Os resultados indicaram que o azoto apresenta um potencial interessante na manutenção das condições de mistura e de anaerobiose essenciais numa fermentação contínua. Finalmente estratégias para a manutenção e controlo da fisiologia das leveduras imobilizadas foram sugeridas. Entre elas encontram-se: a adição regular de suporte fresco (“spent grains”) e o controlo das cicatrizes das leveduras resultantes da sua divisão celular . Na produção contínua de cerveja sem álcool interagem diversas áreas do conhecimento. Este estudo inicia-se pela seleção do melhor suporte e estirpe de levedura. Posteriormente passa-se ao desenvolvimento de um bioreactor que é baseado na interação entre as suas propriedades hidrodinâmicas e a qual idade da fermentação. Ao longo deste trabalho a complexa relação entre diferentes áreas do conhecimento permitiu a aquisição de novos conhecimentos que poderão ser úteis no futuro.

Tese de doutoramento em Engenharia Química e Biológica.
The main purposes of this thesis were the optimization of fermentation conditions for the production of biological antifouling agents, namely biosurfactants from probiotic bacteria, in order to develop new strategies for the prevention of microbial colonization of silicone rubber voice prostheses. Probiotic bacteria Lactococcus lactis 53 and Streptococcus thermophilus A were found to be biosurfactant¬producing strains. The improvement of the standard culture medium for biosurfactant production by response surface methodology, using a compilation of mathematical and statistical techniques, was used and an effective increase in the production yields was achieved. Economical alternatives were pursed using non conventional low cost raw materials as molasses or cheese whey instead of synthetic medium. An improvement of biosurfactants production yields with 60 to 80% medium preparation costs reduction was achieved. The ability of the biosurfactants obtained from probiotic bacteria to inhibit adhesion of microbial strains isolated from explanted voice prostheses to silicone rubber surfaces with and without an adsorbed biosurfactant layer was studied in a parallel plate flow chamber. Biosurfactants produced by the L. lactis 53 and S. thermophilus A reduced about 90% both deposition rates and number of adhering microorganisms after 4 hours. The biosurfactant obtained from S. thermophilus A proved to be much more efficient against Rothia dentocariosa GBJ 52/2B that is the most frequently isolated bacteria in the group of patients whose prostheses fail after a short time of use forcing replacement. An artificial throat model was used to assess the influence of biosurfactants from probiotic bacteria on the formation of voice prosthetic biofilms. Both biosurfactants were found to be antimicrobial agents and greatly reduced microbial numbers on prostheses and also induced a decrease in the airflow resistance of voice prostheses after biofilm formation. The key components of the crude biosurfactant mixtures produced by L. lactis 53 and S. thermophilus A, including their molecular composition (by Fourier transform infrared spectroscopy), elemental composition (by X-ray photoelectron spectroscopy), molecular mass (by mass spectrometry) and monosaccharide composition (by gas-liquid chromatography) were studied. Moreover, partial functional characterization was established using the following techniques: blood agar test, oil spreading test, critical micelle concentration determination, antimicrobial activity and anti-adhesion test. Finally, desorption of biosurfactants from silicone rubber and their stability at several pH were evaluated. The most surface-active fractions isolated from the crude biosurfactant mixtures were found to be rich in glycoproteins and glycolipids for L. lactis 53 and S. thermophilus A, respectively. In addition, these fractions showed antimicrobial and anti-adhesive activities against microbial strains isolated from explanted voice prostheses. Furthermore, the most surface-active fractions stay adsorbed onto silicone rubber surfaces up to 2 months at effective concentrations against microbial colonization. Therefore an increase in voice prostheses lifespan is achievable, as well as the consequent reduction of the health costs associated with prostheses replacement.
A presente tese teve como principais objectivos a optimização das condições fermentativas para a produção de compostos inibidores da adesão microbiana, nomeadamente biosurfactantes, por bactérias probiólicas; de forma a desenvolver novas estratégias de prevenção da colonização microbiana das próleses da fala. Demonstrou-se que as bactérias probióticas Lactococcus lactis 53 e Streptococcus thermophilus A são estirpes produtoras de biosurfactantes. O melhoramento dos meios de cultura para a produção de biosurfactantes foi efectuado usando a metodologia de optimização factorial, fazendo recurso a uma série de ferramentas matemáticas e estatísticas, tendo-se obtido um efectivo aumento dos rendimentos de produção. Alternativas mais económicas foram desenvolvidas usando matérias-primas não convencionais de baixo custo, como os melaços e o soro de queijo. Atingiu-se uma melhoria razoável dos rendimentos de produção de biosurfactantes tendo sido estimado um decréscimo de 60-80% dos custos associados. A capacidade dos biosurfactantes de inibir a adesão de microorganismos isolados de próteses da fala (removidas de doentes) a superfícies de borracha de silicone com e sem uma camada de biosurfactante adsorvida, foi estudada usando para o efeito uma célula de fluxo laminar. Ambos os biosurfactantes promoveram uma redução de cerca de 90% das taxas de deposição iniciais de microorganismos, bem como do número tolal de microorganismos aderidos ao final de 4 horas. O biosurfactante obtido a partir de S. thermophilus A provou ser muito mais eficiente na inibição da adesão de Rothia dentocariosa GBJ 52/2B que é a bactéria mais frequentemente isolada em doentes cujas próteses falham após um curto período de uso, forçando a sua substituição. Um modelo de garganta artificial com próteses da fala foi utilizado para estudar o efeito dos biosurfactantes na formação de biofilmes. Ambos os biosurfactantes apresentaram actividade antimicrobiana e reduziram significativamente o número de microorganismos presentes nas próteses, bem como promoveram um decréscimo da resistência à passagem de ar através da válvula da prótese. Os biosurfactantes produzidos por L. lactis 53 e S. thermophilus A foram parcialmente purificados numa coluna de interacção hidrofóbica. As estruturas físico-químicas e características funcionais das fracções isoladas foram estudadas. A composição molecular (por FTIR) , a composição elementar (por XPS), a massa molecular (por espectrometria de massa) e a composição em açúcares simples (por cromatografia gasosa) foram estudadas. A caracterização funcional foi estabelecida com recurso a técnicas como: teste do agar de sangue para avaliar a actividade hemolítica; teste para avaliar a dispersão de óleos; determinação da concentração micelar crítica e a determinação das actividades antimicrobianas e anti-adesivas. Adicionalmente foi efectuado um estudo da desorção das fracções activas ligadas a superfícies de borracha de silicone, bem como da sua estabilidade a vários valores de pH. Concluiu-se que as fracções com maior actividade de superfície obtidas a partir de L. lactis 53 e S. thermophilus A são ricas em glicoproteinas e glicolipidos, respectivamente. Estas fracções demonstraram possuir actividade antimicrobiana, bem como anti-adesiva contra os microorganismos isolados de próteses de doentes. Finalmente, verificou-se que as fracções com maior actividade de superfície permanecem adsorvidas à borracha de silicone até cerca de 2 meses em concentrações inibitórias da colonização microbiana, o que poderá permitir um aumento do tempo de vida das próteses da fala e consequentemente reduzir os custos de saúde associados à sua frequente substituição
Fundação para a Ciência e a Tecnologia (FCT) - SFRH/BD/4700/2001.