Orientadores: Maria Alvina Krähenbühl, Elias de Souza Monteiro Filho

Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química

Resumo: Este trabalho é um estudo sobre sistemas aquosos bifásicos formados por polímero e sal e seus subsistemas, e apresenta as etapas: i) medição de propriedades termofísicas, ii) determinação de pontos de névoa, iii) obtenção dos dados de equilíbrio de fases e partição de biomoléculas. As...

Resumo: Este trabalho é um estudo sobre sistemas aquosos bifásicos formados por polímero e sal e seus subsistemas, e apresenta as etapas: i) medição de propriedades termofísicas, ii) determinação de pontos de névoa, iii) obtenção dos dados de equilíbrio de fases e partição de biomoléculas. As propriedades mensuradas foram densidade de sólidos e misturas líquidas, bem como índice de refração e pH destas. Pontos de névoa foram determinados para sistemas com polímero + água e polímero + sal + água. Dados de equilíbrio líquido-líquido (ELL) para polímero + sal + água e partição de biomoléculas em polímero + sal + água + biomolécula foram obtidos. Utilizou-se os polímeros polietileno glicol (PEG1000, PEG600 e PEG400), polipropileno glicol (PPG400), copolímero bloco (L35 e L64) e copolímero randômico (EO20PO80). Os sais empregados foram sulfato de sódio (NaSulf), tartarato dissódico dihidratado (NaTart) e citrato de sódio dibásico sesquihidrato (NaCit). Albumina de soro bovino (BSA) e lisozima da clara do ovo (LIS) foram as biomoléculas utilizadas. Dentre as técnicas experimentais, foram usadas densimetria, refratometria, medição de pH e espectrofotometria. As propriedades termofísicas foram correlacionadas pelos modelos de Redlich-Kister e Redlich-Meyer. Os dados de ELL foram ajustados com NRTL em frações mássicas. Os resultados indicam que as densidades dos sólidos têm as seguintes ordens: NaSulf > NaTart > NaCit e LIS > BSA. Para polímero + água, a densidade diminui na seguinte ordem: PEG400 > PEG1000 ? PEG400 > L35 > L64 > EO20PO80 > PPG400. O índice de refração independe do polímero até frações mássicas de ? 40%. A variação do pH apresenta um ponto de mínimo. Sistemas sal + água são mais densos para NaSulf e seus índices de refração não variam até ? 5% de sal em água. Os valores de pH dessas soluções apresentam a seguinte ordem: NaTart > NaSulf > NaCit. A medição da densidade dos sistemas ternários foi realizada para os dados da curva binodal e apresentou valores intermediários aos de sal + água e polímero + água. Para os pontos de névoa de polímero + água, o sistema com EO20PO80 forma duas fases abaixo de 25 °C. PPG400 e L35 apresentam pontos de névoa acima de 47 e 79 °C, respectivamente. Curvas bimodais e dados de ELL foram obtidos para {PEG1000 ou PEG400 ou PPG400 ou L35} + NaSulf + água, {PPG400 ou L35} + {NaTart ou NaCit} + água, a 20 °C, exceto para o sistema com PEG1000, realizado a 25 °C. O sistema com maior região heterogênea foi L35 + NaSulf + água. A partição das biomoléculas foi realizada com {PPG400 ou L35} + {NaSulf ou NaTart ou NaCit} + água a 20 °C e verificou-se, para sistemas com PPG400, que BSA e LIS particionam para a fase rica em sal. Os coeficientes de partição apresentaram, de forma geral, um ponto de mínimo na faixa de composição estudada

Abstract: This work is a study about aqueous biphasic systems formed by polymer and salt and its subsystems, and presents the stages: i) measurement of thermophysical properties, ii) determination of cloud points, iii) realization of phase equilibrium data and partition of biomolecules. Properties...

Abstract: This work is a study about aqueous biphasic systems formed by polymer and salt and its subsystems, and presents the stages: i) measurement of thermophysical properties, ii) determination of cloud points, iii) realization of phase equilibrium data and partition of biomolecules. Properties measured were density of solids and liquid mixtures, as well as their refractive index and pH. Cloud points were determined for systems with polymer + water and polymer + salt + water. Liquid-liquid equilibrium (LLE) data for polymer + salt + water and partition of biomolecules in polymer + salt + water + biomolecule were obtained. Polymers polyethylene glycol (PEG1000, PEG600, e PEG400), polypropylene glycol (PPG400), block copolymer (L35 and L64), and random copolymer (EO20PO80) were utilized. Salts employed were sodium sulfate (NaSulf), disodium tartrate dihydrate (NaTart), sodium citrate dibasic sesquihydrate (NaCit). Bovine serum albumin (BSA) and lysozyme from hen egg (LIS) WERE the biomolecules utilized. Among the experimental techniques, densimetry, refractometry, pHmetry and spectrophotometry were used. Thermophysical properties were correlated by Redlich-Kister and Redlich-Meyer models. LLE data were fitted by NRTL model in mass fractions. Results indicate density of the solids has the following orders: NaSulf > NaTart > NaCit and LIS > BSA. For polymer + water, density decreases in the order: PEG400 > PEG1000 ? PEG400 > L35 > L64 > EO20PO80 > PPG400. Refractive index is independent of polymer type until mass fractions near to 40%. pH variation presents a point of minimum. Salt + water systems are denser for NaSulf and their refractive index do not vary until approximately ? 5% salt in water. pH values of these solutions present the following order: NaTart > NaSulf > NaCit. Measurement ternary systems density was realized for binodal curve data and presented intermediary values between those obtained for salt + water and polymer + water. For binary cloud points of polymer + water, system with EO20PO80 forms two phases below 25 °C. PPG400 and L35 present cloud points higher than 47 and 79 °C, respectively. Binodal curves and LLE data were obtained for {PEG1000 or PEG400 or PPG400 or L35} + NaSulf + water, {PPG400 or L35} + {NaTart or NaCit} + water, at 20 °C, except for the system with PEG1000, determined at 25 °C. System that presented the greatest heterogeneous region was L35 + NaSulf + water. Partition of biomolecules was conducted with {PPG400 or L35} + {NaSulf or NaTart or NaCit} + water at 20 °C, and it was verified for PPG400 systems that BSA and LIS distribute to salt rich phase. Distribution coefficients presented in general a minimum in the composition range studied

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