Relatório de produção acadêmica da Universidade Federal de São Carlos (UFSCar)
Departamento de Engenharia Elétrica (DEE)

• Total de projetos de pesquisa (5)
  
  1. 2019-Atual. Quantificacao e caracterizacao morfologica in situ de especies de microalgas
     Descrição: O monitoramento do cultivo de microalgas é importante para o controle e a otimização do processo. A concentração de células é um parâmetro fundamental em processos biológicos, mas é tipicamente realizada por métodos manuais (offline) que podem ser onerosos e sujeitos a incertezas dos processos de extração, transporte e preparo de amostras. Além disso, dados produzidos por métodos manuais estão limitados a refletirem às condições da suspensão no instante em que a coleta foi realizada. Como consequência, não podem produzir dados estatisticamente significativos sobre a concentração e a morfologia da suspensão, informação útil para monitorar a presença de espécies contaminantes bem como as condições da suspensão. Desvios estatísticos causados pela extração de amostras e igualmente por diferentes condições das etapas subsequentes da análise se mostram como desafios para qualquer medição ex situ obter boa reprodutibilidade entre diferentes especialistas e laboratórios. Considerando estas inevitáveis desvantagens, combinada com o esforço adicional necessário para produzir um contínuo fluxo de dados pela extração e processamento de muitas amostras, a presente pesquisa combina a técnica da microscopia in situ com técnicas de análise de imagens microscópicas com o propósito de oferecer uma ferramenta não-invasiva capaz de desempenhar o monitoramento automático e simultâneo da concentração e da morfologia celular de toda a diversidade de espécies de microalgas durante processos de cultivos. Com base em informação em tempo real e estatisticamente mais significativas, estima-se que estratégias mais eficazes de controle e otimização do cultivo de microalgas possam ser implementadas em menor tempo.. Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. Alunos envolvidos: Graduação: (1) . Integrantes: Valdinei Luis Belini - Coordenador / Clovis Wesley Oliveira de Souza - Integrante.
     Membro: Valdinei Luis Belini.
  2. 2017-Atual. Sonda in situ sem ajustes optico-mecanicos para o monitoramento em tempo real de processos biologicos de longa duracao
     Descrição: A técnica da microscopia in situ é uma proposta para automatizar análises microbiológicas rotineiras em meios líquidos sem a necessidade de coletar, transportar ou preparar amostras, como ocorre, por exemplo, em processos biológicos de relevância industrial incluindo, por exemplo, a fermentação da cana-de-açúcar para a produção de bioetanol. Entretanto, reajustes frequentes da lente objetiva de microscópios in situ limitavam seu uso em processos de longa duração. Com o propósito de eliminar a necessidade de ajustes de foco durante a captura de imagens, pesquisadores da Hochschule Mannheim (Alemanha) e precursor da técnica da microscopia in situ, desenvolveu uma lente objetiva com resolução óptica submicrométrica que permite imersão direta na suspensão de microrganismos sob investigação, eliminando, portanto, a necessidade de ajustes de foco como ocorre em versões anteriores da técnica in situ. Apesar das vantagens da nova objetiva, seu desempenho é extremamente dependente do preciso posicionamento das lentes milimétricas que compõem a objetiva. Com isso, a busca pela reprodutibilidade do sistema óptico tornou-se um tópico de pesquisa no contexto da microscopia in situ. A pesquisa aqui desenvolvida formulou uma técnica de montagem que possibilitou o posicionamento correto das pequenas lentes de maneira simples e robusta. Em termos práticos, essa construção significa que o instrumento pode capturar imagens continuamente durante longos processos de fermentação sem a necessidade de ajustes ópticos ou mecânicos, requisito essencial para a integração do instrumento ao sistema supervisório e de controle existente em plantas industriais. Com apoio financeiro do Ministério para a Ciência, Pesquisa e Arte, do Estado de Baden-Württemberg, Alemanha, a técnica foi demonstrada na Mannheim University of Applied Sciences, Mannheim, Alemanha.. Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. Integrantes: Valdinei Luis Belini - Coordenador / Hajo Suhr - Integrante / WIEDEMANN, PHILIPP - Integrante.
     Membro: Valdinei Luis Belini.
  3. 2015-Atual. Caracterizacao morfologica in situ de diferentes categorias de leveduras durante a fermentacao da cana-de-acucar para a producao de etanol
     Descrição: Nos processos de fermentação etanólica empregando espécies e linhagens de leveduras industriais, suspensões de células individuais são geralmente preferíveis às células em agregados, uma vez que células individuais exibem maior área de contato com o meio nutriente, o que em muitos casos ajuda a otimizar o processo de fermentação. Além de afetar o tempo e a eficiência da fermentação, agregados celulares (por exemplo, pseudohifas) também podem prejudicar sistemas de centrifugação, uma das etapas mais caras e complexas do processo de produção de etanol que envolve a recuperação de células de levedura para ciclos subsequentes de fermentação. Até o momento, nenhuma técnica padrão permite o diagnóstico sistemático da morfologia de leveduras em tempo real durante a fermentação da cana-de-açúcar e tampouco promove a integração com outras técnicas de monitoramento. A presente pesquisa emprega um microscópio in situ para realizar o monitoramento em tempo real da densidade e da morfologia de uma das cepas industriais de Saccharomyces cerevisiae mais amplamente utilizada em destilarias brasileiras (PE-2). Por produzir dados estatisticamente representativos com base na análise em tempo real de milhares de imagens microscópicas capturadas diretamente do interior de fermentadores, o uso da tecnologia in situ permite a integração dessa técnica ao sistema de monitoramento e controle existentes em plantas industriais para que operadores implementem ações corretivas mais rapidamente.. Situação: Em andamento; Natureza: Pesquisa. Integrantes: Valdinei Luis Belini - Coordenador.
     Membro: Valdinei Luis Belini.
  4. 2013-2017. Quantificacao in situ e em tempo real de linhagem industrial de levedura em substratos de cana-de-acucar
     Descrição: Tradicionalmente, o monitoramento microbiológico do processo de fermentação da cana-de-açúcar para a produção industrial do etanol tem sido desempenhado por técnicas off-line dependentes da aquisição, transporte e preparo de amostras para a subsequente análise manual usando câmaras de contagem (e.g., Neubauer) ou equipamento eletrônico. Como alternativa, algumas variáveis de estado do processo, incluindo a densidade óptica, taxas de liberação de CO2 e produção de etanol, as quais podem ser medidas on-line, são geralmente adotadas como indicadores da concentração e das atividades metabólicas da biomassa celular. No entanto, nenhuma informação morfológica referente à população microbiana de interesse pode ser inferida dessas medições. Sob a hipótese de que monitoramento on-line e em tempo real do interior do ambiente natural de fermentação possa contribuir para melhor compreender a interação entre as diferentes populações de microrganismos que coabitam dornas de fermentação, a presente pesquisa avalia a eficácia de uma sonda in situ baseada em imagens microscópicas como uma alternativa para automatizar análises microbiológicas rotineiras com resultados mais consistentes e estatisticamente mais significativos que a técnica manual.. Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. Integrantes: Valdinei Luis Belini - Coordenador / Hajo Suhr - Integrante / WIEDEMANN, PHILIPP - Integrante.
     Membro: Valdinei Luis Belini.
  5. 2013-2015. Estudo de processos integrados de producao e recuperacao de etanol 1G
     Descrição: Trata-se de um Projeto PITE FAPESP/ETH Bioenergia. Embora já consolidado, no processo tradicional de produção de etanol a partir da sacarose (etanol de primeira geração: 1G) ainda há espaço para a implantação de melhorias tecnológicas com base em resultados de pesquisas que poderão ser implementadas no setor industrial. Para o estudo dos pontos relacionados com as limitações do atual processo de produção de etanol 1G, propõe-se o desenvolvimento de temas caracterizados como etapas de estudo como a fermentação com açúcar de sorgo sacarino e de cana-de-açúcar e a fermentação extrativa e a análise e integração das etapas de produção e recuperação de etanol 1G. Situação: Concluído; Natureza: Pesquisa. Integrantes: Valdinei Luis Belini - Integrante / Alberto Colli Badino Junior - Coordenador / Luiz Fernando de Moura - Integrante / Everaldo Cesar da Costa Araujo - Integrante / Marco Giulietti - Integrante / Antonio José Gonçalves Cruz - Integrante / Rosineide Gomes da Silva - Integrante / Maria Lucia Gonsales da Costa Araujo - Integrante / André Bernardo - Integrante.
     Membro: Valdinei Luis Belini.
  
  

Prêmios e títulos