Application of Fuzzy logic for the analysis of the pandemic (COVID-19), if there was no social isolation

At the end of 2019 a respiratory syndrome hit the population of China. Studies have found that this contamination was caused by the SARS-CoV-2 virus. By 2020, the coronavirus contamination spread around the world, generating a pandemic that has impacted the health of millions of people. Looking for methods to understand the spread of the pandemic is fundamental to define prevention and containment measures, the use of computer software provide a view of the evolution of contamination.  Fuzzy logic is a logical technique based on Fuzzy set theory and, using this theory, it is possible to deal with uncertainties, approximate reasoning, vague and ambiguous terms, which classical logic does not allow. In order to model the system, you must define the input and output variables, write the rule sets and insert the pertinence functions with the graph type to be used. For this work, the modeling was performed having two variables in the input and each variable presented three pertinence functions, and one output variable that also had three pertinence functions and nine rules. The results obtained were coherent and demonstrated graphically what would happen to a susceptible group if they were exposed without any form of isolation or protection

Aplicação da Transformada Z na produção de biopolímeros utilizando o bagaço de cana-de-açúcar / Application of the Z-transform in the biopolymer production using the sugarcane bagasse

A goma xantana é um polissacarídeo produzido por bactérias gram-negativas do gênero Xanthomonas. Esta goma tem importância comercial e é o polímero mais utilizado como estabilizante, emulsificante e espessante em alimentos devido as suas características reológicas. O objetivo deste estudo foi avaliar a modelagem na produção de goma xantana por meio da bactéria Xanthomonas campestris ATCC 13951, utilizando o bagaço de cana-de-açúcar. O processo de fermentação foi conduzido sob condições controladas utilizando escala de laboratório. A metodologia utilizada foi à aplicação da transformada Z no processo. Os resultados indicam que a metodologia proposta pode ser utilizada na análise da produção de goma xantana em técnicas padrão em bioprocessos, mesmo considerando que este sistema é utilizado em tempo discreto em vez de contínuo.

Application of Fuzzy Logic in the Production of Penicillin G Acylase in Bacillus megaterium Cultivations

Penicillin G acylase (PGA) is an important enzyme for the pharmaceutical industry. This enzyme has industrial use in the hydrolysis of penicillin G to obtain 6-aminocephalosporanic acid (6-APA), essential intermediate for the production of beta-lactam antibiotics. Many microorganisms produce PGA, but Bacillus megaterium is one of the few that excretes the enzyme to the extra cellular medium, facilitating downstream operations. Another recently enzyme application refers to enzymatic synthesis of semi-synthetics antibiotics as amoxilin and amphicilin via green route. This work studied the pH influence on the production of the enzyme. An algorithm based on the Fuzzy logic theory was implemented aiming to determine the maximum enzyme concentration during Bacillus megaterium cultivations. Experiments were carried out in a bioreactor (5 liter working volume) coupled to a data acquisition system using a Programmable Logic Controller and Supervisory System. Experiments carried out under pH control showed a decreasing in enzyme concentration compared to standard experiments. This result could be related to production of proteases by microorganism or enzyme deactivation caused by local acid addition. Two algorithms were implemented. The first was programmed in Fortran and linked as dynamic link library in a Visual Basic program to exchange on-line information with data acquisition system. The second one was implemented in MatLab (Mathworks, 5.2) software. On-line variables as cultivation time, carbon dioxide concentration and time carbon dioxide concentration derivate were used as information to Fuzzy algorithm. Both algorithms were able to accurately identify the time for which the enzyme reached its maximum. The first algorithm was tested in real time in two experiments.Universidade Federal de Sao CarlosPenicilina G acilase (PGA) é uma enzima de grande interesse na produção industrial de antibióticos beta-lactâmicos. Sua principal aplicação é como catalisador na hidrólise da penicilina G em ácido 6-aminopenicilânico (6-APA), composto-chave na produção industrial de antibióticos semi-sintéticos. PGA é produzida por vários microrganismos, apresentando diferentes características e propriedades. Dentre aqueles, Bacillus megaterium é um dos poucos que a produz extracelularmente, simplificando etapas para sua separação e purificação. Outra importante aplicação refere-se à sua utilização na síntese enzimática de antibióticos como amoxilina e ampicilina via rota verde. Neste trabalho estudouse a influência do pH na produção da enzima e implementou-se algoritmo baseado na teoria da lógica nebulosa ( Fuzzy ) com o objetivo de identificar o momento de máxima concentração da enzima. Experimentos foram realizados em biorreator de bancada (5 litros de volume útil) com aquisição de dados e controle do processo via controlador lógico programável e sistema supervisório.A utilização de controle de pH nos experimentos não resultou em bons resultados havendo uma diminuição na concentração da enzima em comparação com experimentos realizado sem controle. Este fato poderia estar relacionado com a produção de proteases pelo microrganismo ou pela desativação da enzima causada pela adição pontual de ácido. Dois algoritmos foram implementados. O primeiro foi programado em Fortran e utilizado como biblioteca dinâmica em plataforma de comunicação desenvolvida em Visual Basic para troca de informações em tempo real com sistema de aquisição de dados. O segundo algoritmo foi implementado no programa MatLab (Mathworks, 5.2). Os algoritmos empregaram como variáveis o tempo de cultivo, a fração molar de dióxido de carbono e sua derivada em relação ao tempo. Ambos algoritmos foram capazes de identificar com boa precisão o momento de parar o cultivo. O primeiro foi validado através de sua implementação no sistema em dois experimentos

Assessment of the metabolism of different strains of Bacillus megaterium

Bacillus megaterium is a promising host for expression of heterologous proteins. This paper reports the nutrient consumption patterns and production of metabolites for three different strains of B. megaterium, ATCC 14945, QMB 1551 and PV 361, which is QMB 1551 with seven constitutive plasmids deleted. 14 h cultivations in agitated flasks were run, for two different media: A (LB plus 10g/L glucose) and B (medium A, with the yeast extract replaced by tryptone). Strains PV361 and QMB 1551 showed higher maximum specific growth rates in medium B, reaching 0.42 h-1 and 0.48 h-1 respectively. The main by-products of the glucose overflow mechanism were acetate and lactate, for all three strains, which had preferential amino acids for substrate: Ala, Asp, Glu, Ser. No production of alcohols was detected