dc.creator |
ALVES, Andressa Aparecida |
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dc.date.issued |
2023-09-15 |
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dc.identifier.uri |
https://repositorio.unifei.edu.br/jspui/handle/123456789/3899 |
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dc.description.abstract |
One of the most challenging problems that society will face in the coming years is the impact
of climate change. Due to the growing concern about the future, the continuous search for
ways to overcome the global environmental crisis has become indispensable and, therefore,
several actions are being carried out worldwide to reverse this situation. Because of the current
scenario, there has been intense interest in ecologically friendly disruptive innovations that
are particularly important in the development of electrical power machines (EPM), such as
the power distribution transformer (PDT). PDTs use dielectric fluids to cool the equipment,
such as insulating mineral oil (IMO). From an environmental perspective, due to the numerous
disadvantages of using IMO, efforts have been made regarding the search for alternative insulating
fluids. Insulating liquids from vegetable oils (VO) are considered reliable substitutes for IMO
and are a relevant approach to promoting sustainability. Given this context, this work intends to
perform molecular modifications in babassu coconut oil (BCO) to obtain an environmentally
friendly insulating biofluid for use in PDTs. For this purpose, lipase (LIP) encapsulation was
performed in hyperbranched polyglycerol (HPG) microcapsules using microfluidic technology.
The HPG-LIP microcapsules were characterized by the following techniques: SEM, ATR-FTIR
and TGA. The optimization of the microfluidic cell parameters for immobilization of LIP
was carried out by artificial neural network (ANN). The resulting HPG-LIP microcapsules
are spherical and have an average diameter of 29 mm with monomodal size distribution. The
optimum conditions determined by ANN were: HPG concentration of 10% (wt), LIP loading
of 20% (wt) and total flow rate in the microfluidic cell of 1.0 mL/h. Under these conditions,
the maximum capacity of the LIP that can be microencapsulated is 85%. The apparent Km and
apparent Vm´ ax of the HPG-LIP were 1.138,14 mM and 0.49 U/mg, respectively. The reusability
of HPG-LIP showed 81.5% of the activity retained even after 10 cycles. Based on the results
obtained, microfluidics guided by RNA could be useful to produce HPG-LIP microcapsules
for applications in biotechnology. Thus, the prepared microcapsules were used as enzymatic
biocatalysts in the synthesis reactions to obtain the BCO-based insulating biofluid in a batch
reactor. |
pt_BR |
dc.language |
por |
pt_BR |
dc.publisher |
Universidade Federal de Itajubá |
pt_BR |
dc.rights |
Acesso Aberto |
pt_BR |
dc.subject |
Transformador de potência |
pt_BR |
dc.subject |
Biofluido |
pt_BR |
dc.subject |
Microfluídica |
pt_BR |
dc.subject |
Lipase |
pt_BR |
dc.subject |
Microcápsulas de poliglicerol hiper-ramificado |
pt_BR |
dc.title |
Síntese sustentável de biofluido com perspectivas de utilização em transformadores de potência |
pt_BR |
dc.type |
Tese |
pt_BR |
dc.date.available |
2023-09-25 |
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dc.date.available |
2023-09-25T18:47:17Z |
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dc.date.accessioned |
2023-09-25T18:47:17Z |
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dc.creator.Lattes |
http://lattes.cnpq.br/4486482059129217 |
pt_BR |
dc.contributor.advisor1 |
QUEIROZ, Alvaro Antônio Alencar de |
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dc.contributor.advisor1Lattes |
http://lattes.cnpq.br/3129798508009056 |
pt_BR |
dc.contributor.advisor-co1 |
ALMEIDA, Karina Arruda |
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dc.contributor.advisor-co1Lattes |
http://lattes.cnpq.br/7040287999911921 |
pt_BR |
dc.description.resumo |
Um dos problemas mais desafiadores que a sociedade enfrentará nos próximos anos é o impacto
das mudanças climáticas. Devido a crescente preocupação sobre o futuro, a busca contínua
por formas de superar a crise ambiental global tornou-se imprescindível e, assim, diversas
ações estão sendo tomadas em todo mundo para reverter essa situação. Frente ao cenário
atual, tem havido um intenso interesse nas inovações disruptivas ecologicamente amigáveis
que são particularmente importantes no desenvolvimento de máquinas elétricas de potência
(MEPs) como, por exemplo, o transformador de distribuição de potência (TDP). Os TDPs
utilizam fluidos dielétricos para refrigeração do equipamento, como o óleo mineral isolante
(OMI). De uma perspectiva ambiental, em razão as inúmeras desvantagens do uso do OMI, têm
sido envidados esforços concernentes à procura por fluidos isolantes alternativos. Os líquidos
isolantes a partir de óleos vegetais (OVs) são considerados substitutos confiáveis ao OMI e
constituem uma abordagem relevante para promover a sustentabilidade. Diante desse contexto,
nesse trabalho pretende-se realizar modificações moleculares no óleo de coco de babaçu (OCB)
com a finalidade de se obter um biofluido isolante ecologicamente correto para utilização em
TDPs. Com esse propósito, foi realizada a encapsulação de lipase (LIP) em microcápsulas de
poliglicerol hiper-ramificado (HPG) através da tecnologia microfluídica. As microcápsulas de
HPG-LIP foram caracterizadas através das seguintes técnicas: MEV, ATR-FTIR e TGA. A
otimização dos parâmetros celulares microfluídicos para imobilização da LIP foi realizada por
rede neural artificial (RNA). As microcápsulas de HPG-LIP resultantes são esféricas e tem
diâmetro médio de 29 mm com distribuição de tamanho monomodal. As condições ótimas
determinadas por RNA foram: concentração de HPG de 10% (peso), carga de LIP de 20% (peso)
e taxa de fluxo total na célula microfluídica de 1,0 mL/h. Nessas condições, a capacidade máxima
de LIP que pode ser microencapsulada é de 85%. O Km aparente e o Vm´ ax aparente do HPG-LIP
foram 1,13814 mM e 0,49 U/mg, respectivamente. A reutilização do HPG-LIP mostrou 81,5%
da atividade retida mesmo após 10 ciclos. Com base nos resultados obtidos, a microfluídica
guiada por RNA pode ser útil para produzir microcápsulas de HPG-LIP para aplicações em
biotecnologia. Dessa forma, as microcápsulas preparadas foram utilizadas como biocatalisadores
enzimáticos nas reações de síntese para obtenção do biofluido isolante baseado no OCB em
reator batelada. |
pt_BR |
dc.publisher.country |
Brasil |
pt_BR |
dc.publisher.department |
IEM - Instituto de Engenharia Mecânica |
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dc.publisher.program |
Programa de Pós-Graduação: Doutorado - Ciência e Engenharia de Materiais |
pt_BR |
dc.publisher.initials |
UNIFEI |
pt_BR |
dc.subject.cnpq |
CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA DE MATERIAIS E METALÚRGICA |
pt_BR |
dc.relation.references |
Andressa Aparecida Alves. Síntese sustentável de biofluido com perspectivas de utilização em transformadores de potência. 2023. 177 f. Tese (Doutorado em Ciência e Engenharia de Materiais) – Universidade Federal de Itajubá, Itajubá, 2023. |
pt_BR |