A possibilidade de utilização de várias matérias graxas na produção do biodiesel nacional é um fator diferencial em relação aos outros países e requer um conhecimento mais profundo das particularidades do biodiesel obtido a partir de matérias-primas tão distintas. Neste contexto, se insere a presente pesquisa, em que se buscou estabelecer correlações entre algumas propriedades do biodiesel e a fonte oleaginosa que lhe deu origem. O biodiesel foi obtido a partir da reação de transesterificação etílica de dez diferentes matérias-primas graxas (óleos refinados de soja, arroz, canola, girassol, milho, oliva, cyclus (mistura contendo óleos de canola, milho e girassol); óleos brutos de mamona e murumuru, além de resíduo de fritura), utilizando etanolato de potássio como agente catalítico, em um reator com sistema de refluxo a 70C durante uma hora. Após purificação, foram determinadas algumas propriedades do biodiesel (massa específica, viscosidade, índice de acidez e índice de iodo) e da matéria-prima (massa específica, viscosidade, índice de acidez, índice de iodo e composição) que lhe deu origem. Os resultados obtidos nas caracterizações geraram gráficos de correlações entre os diversos parâmetros e os dados foram analisados estatisticamente pelo método de correlações canônicas. Para todas as amostras de biodiesel, os valores obtidos nas caracterizações foram compatíveis com as especificações estabelecidas pela ANP para o produto, com exceção do biodiesel de murumuru (índice de acidez elevado e viscosidade baixa) e do biodiesel de mamona (viscosidade e massa específica elevadas). Os dados estatísticos demonstram altas correlações entre o biodiesel (massa específica (87,4%), viscosidade (98,5%) e índice de acidez (82,8%)) e as matérias-primas (massa específica (92,1%) e viscosidade (99,3%)). Além disso, existe uma grande correlação entre o índice de iodo (84,5%) do biodiesel e o índice de iodo (77,2%) e a massa molar dos ésteres na faixa de C16-C18 (MMTG) presentes na matéria-prima (89,1%). Estes resultados estatísticos ratificam as observações analíticas / National biodiesel production using any fatty substance and its availability puts Brazil in a distinct position in relation to others countries and requires a deep knowledge of the obtained biodiesel particularitities. The aim of this research is to establish correlations of some biodiesel properties and fatty raw materials. Biodiesel was obtained from the ethylic transesterification reaction of ten different fatty raw materials (waste frying oil; refined oils: soybean, rice, rapeseed, sunflower, corn, olive, cyclus (a mixture of rapeseed, corn and sunflower oils) and crude oils: mamona and murumuru), using potassium ethanolate as catalytic agent, in a reflux reactor system at 70C for one hour. After purification, some biodiesel physical-chemical properties and raw materials were determined. For all biodiesel samples, the obtained values were in agreement to the specifications established by ANP, except for biodiesel obtained from murumuru (high acid value and low viscosity) and from mamona (high viscosity and density). These data were also used in order to stablish graphical correlations of different parameters. Some of these correlations were confirmed by statistical method of canonical correlations analysis which demonstrate high correlations of the following properties: density (87.4%), viscosity (98.5%) and acid value (82.8%) of biodiesel, and density (92.1%) and viscosity (99.3%) of raw materials. Moreover, the results showed high correlations exist between the iodine value (84.5%) of biodiesel and the iodine value (77.2%) and the molar weight of esters in the C16-C18 range (MMTG) of the raw material (89.1%)

Existem motivações de ordem ambiental e energética para que combustíveis renováveis sejam cada vez mais utilizados. O biodiesel é uma das alternativas renováveis à utilização de óleo diesel de origem fóssil, e sua utilização tem crescido no mundo. No Brasil, existe uma propensão muito positiva para o cultivo de oleaginosas, e o biodiesel aparece como proposta de solução ambiental, energética e social. A utilização de biodiesel no Brasil tem sido crescente desde 2004 e torna-se-á compulsória a partir de 2008. Nas lavouras não é diferente, e a utilização do biodiesel no maquinário agrícola já é realidade em diversas fazendas do país. A fim de se conhecer as consequências em termos de desempenho, devido a utilização de biodiesel em motores do ciclo diesel, estudos se fazem necessários. O presente trabalho teve por objetivo comparar desempenho, consumo específico e emissão de gases de um motor originalmente concebido para funcionar com óleo diesel de origem mineral, utilizando-se misturas de biodiesel de soja e de nabo forrageiro em proporções de até 20 % em seu volume. Os ensaios foram realizados no laboratório de motores da Delphi, em Piracicaba, SP, em dinamômetro de motor assíncrono, em célula de medição automatizada. Não foram observadas diferenças significativas no desempenho do motor ao funcionar com misturas de biodiesel comparativamente ao diesel padrão. O HC foi maior para misturas de biodiesel em toda a faixa de operação do motor. O NOx mostrou-se maior apenas na faixa inicial de operação. Para o CO não se pôde atribuir uma tendência de emissões de gases relacionada ao biodiesel. Para os gases não poluentes, o biodiesel produziu menor oxigênio que o diesel padrão e mesmo nível de CO2. O consumo específico de combustível mostrou-se sensível à adição de biodiesel, sendo maior proporcionalmente às taxas de biodiesel utilizadas. A taxa de biodiesel adicionada nem sempre resultou em tendência proporcional de alteração nos resultados. / There are environmental and energetic motivations that lead to a higher usage of renewable fuels. Biodiesel is one of the renewable alternatives to the fossil diesel fuel and its usage has been growing worldwide. In Brazil there are positive conditions for the oil energetic agriculture and biodiesel emerges as a proposal for environemental, energetic and social solution. Utilization of biodiesel has been increasing since 2004 and will become obligatory starting 2008. Agricultural utilization of biodiesel on machines is already a reality in several farms in Brazil. In order to better understand the consequences in terms of engine performance due to biodiesel utilization in diesel engines, research is necessary. This work had the objective of comparing performance, specific fuel consumption and gas emissions of an engine originally designed to burn fossil diesel, using soy and forage turnip biodiesel / diesel blends in proportions up to 20 % in volume. Tests were performed at Delphi engine laboratories in Piracicaba, SP, in assincronous dynamometers, in a computer controlled test cell. No significative performance differences were found when running with biodiesel blends if compared to standard diesel. HC was higher with biodiesel blends for all engine operation range. NOx was higher only at initial engine operation range. It was not possible to attribute a tendence to CO emission related to biodiesel usage. For non-pollutant gases, biodiesel blends resulted in less oxigen and same level of CO2. Specific fuel consumption was sensitive to biodiesel and was found to be higher proportionally to the biodiesel amount in every blend. Amount of biodiesel did not produce always proportional results.

No presente trabalho são relatados os resultados obtidos através de ensaios de caracterização para os diferentes tipos de óleos vegetais estudados, no estado novo e puro, tais como viscosidade, número de acidez, índice de iodo, índice de saponificação, espectroscopia por infravermelho e curvas de resfriamento. Os mesmos ensaios foram realizados com as amostras de óleo de soja com diferentes concentrações de aditivos anti-oxidantes. As diferentes formulações feitas com óleo de soja foram submetidas ao um processo de envelhecimento acelerado, e após esse processo de oxidação, foram realizados novamente os mesmos ensaios. Pode-se então, comparar qual amostra sofreu menor oxidação durante um mesmo tempo de envelhecimento. Assim, pode-se verificar qual aditivo anti-oxidante obteve melhor desempenho, retardando o processo de oxidação no óleo de soja. / In this work has studied different types of vegetable oils such cotton, canola, sunflower, corn and soybean. Characterization in terms of viscosity, number of acidity, index of iodine, index of saponification and by infrared spectroscopy, were performed. Cooling performance was also evaluated. Those tests were performed before and after oxidation. Oxidation of the oils were obtained using a special apparatus, provoking degradation after 72 hours of test. Different formulations using soybean oil and antioxidants additivation were also evaluated. Better performance in terms of oxidation resistance was obtained with formulation 1% Irganox L109.

A procura dos consumidores por produtos mais saudáveis, combinada às descobertas científicas sobre os efeitos na saúde humana de diversos alimentos, gerou a busca por processos adequados à produção de alimentos. Neste contexto, óleos e gorduras modificados têm ganhado atenção especial. Uma opção industrial para modificar as propriedades dos óleos e gordura é por meio de reações de interesterificação catalisadas por agentes químicos ou bioquímicos. O presente trabalho teve como objetivo, verificar a influência do tipo de catalisador (metóxido de sódio e lipase de Rhizopus oryzae imobilizada em silica-PVA) nas propriedades sensoriais dos produtos obtidos por interesterificação da gordura do leite anidra e dois óleos vegetais (soja e canola). A avaliação sensorial feita através de um nariz eletrônico e um texturômetro, utilizando matérias-primas que estavam de acordo com as normas brasileiras e adequadas para as duas rotas de interesterificação. As reações de interesterificação química foram realizadas em rotaevaporador de baixa pressão contendo 320g da mistura (65% de gordura do leite e 35% de óleo vegetal) e 0,75% de metóxido de sódio a 60°C por 60min. As reações de interesterificação enzimática foram realizadas em reatores cilíndricos encamisados, carregados com 70g de meio (65% de gordura do leite e 35% de óleo vegetal) incubadas com derivado imobilizado na proporção fixa de 500 unidades de atividade por grama de meio (500U/g). As reações foram conduzidas por 6 horas, com agitação magnética, em atmosfera inerte (N2), ao abrigo da luz, a 45°C. Os resultados mostraram que os sensores do nariz eletrônico discriminaram as amostras satisfatoriamente e que o tipo de catalisador influenciou de forma marcante no aroma dos produtos interesterificados, independentemente do tipo de óleo usado. Este fato pode ser atribuído à especificidade do catalisador enzimático (enzima 1,3 específica) que atua nos carbonos 1,3 do glicerol enquanto na interesterificação química a distribuição dos triacilgliceróis ocorre ao acaso, imprimindo no painel dos componentes principais do aroma posições opostas. Especificamente, verificou-se que os aromas dos produtos interesterificados pela rota enzimática ficaram localizados em posição mais próxima à dos óleos vegetais, enquanto pela rota química os produtos obtidos ficaram mais próximos aos componentes dos aromas da gordura de leite e das misturas gordura e óleos vegetais. Apesar desta metodologia não permitir identificar que tipo de aroma poderia ser mais agradável ao consumidor, é possível afirmar que o catalisador tem uma influência importante no aroma de produtos obtidos por interesterificação. Com relação à textura, ambas as rotas geraram produtos com consistências adequadas ao critério estabelecido por Haigton. / Consumers\' demand for healthier products, combined with scientific discoveries about the effects of different foods on human health, has generated the search for suitable processes for the production of food. In this context, oils and modified fats have gained special attention. Reactions catalysed by chemical or biochemical agents are an industrial option to modify the properties of the oils and fat by means of its interesterification. This study aimed to verify the influence of the type of catalyst (sodium methylate and Rhizopus oryzae imobilizada on silica PVA) on the sensory properties of the products obtained by interesterification anhydrous fat milk and two vegetable oils (soybean and canola). Sensory evaluation was made through an electronic nose and texturometer, using raw materials that were in accordance with Brazilian rules and appropriate standards for the two routes of interesterification. The chemical interesterification reactions were performed at low pressure rotaevaporator, the mixture containing 320g (65% milk fat and 35% vegetable oil) and 0.75% sodium methoxide at 60° C for 60min. The enzymatic interesterification reactions were carried out in cylindrical jacketed reactors loaded with 70g of médium (65% milk fat and 35% vegetable oil) incubated with immobilized derivative in a fixed proportion of 500 activity units per gram of reaction medium (500U / g). The reactions were conducted for 6 hours, with magnetic stirring under inert atmosphere (N2), protected from light, at 45 ° C. The results showed that the sensors of the electronic nose discriminated samples satisfactorily and that the type of catalyst influenced markedly in the aroma of interesterified products regardless of the type of oil used. This fact can be attributed to the specificity of the enzyme catalyst (1.3-specific enzyme) that acts on the 1,3 carbons of the glycerol as chemical interesterification of triacylglycerols distribution occurs randomly, printing on the panel of the components of the aroma opposite positions. Specifically, it was found that the scent of interesterified product by enzymatic route were located in the nearest position to the vegetable oil, while by the chemical route the products obtained were closest to the components of milk fat flavors and mixtures fat and vegetable oils . Although this methodology cannot identify what kind of aroma could be more pleasant to the consumer, it is clear that the catalyst has an important influence on product aroma obtained by interesterification. Regarding the texture, both routes generated products with suitable consistency to the criteria established by Haigton.

Submitted by Cleide Dantas (cleidedantas@ufpa.br) on 2014-04-24T12:12:56Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_CaracterizacaoTermicaCompostos.pdf: 1728704 bytes, checksum: ed30d1ac6893e6524c0f6740f752c2a7 (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Rosa Silva (arosa@ufpa.br) on 2014-06-10T16:36:08Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_CaracterizacaoTermicaCompostos.pdf: 1728704 bytes, checksum: ed30d1ac6893e6524c0f6740f752c2a7 (MD5) / Made available in DSpace on 2014-06-10T16:36:08Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 23898 bytes, checksum: e363e809996cf46ada20da1accfcd9c7 (MD5) Dissertacao_CaracterizacaoTermicaCompostos.pdf: 1728704 bytes, checksum: ed30d1ac6893e6524c0f6740f752c2a7 (MD5) Previous issue date: 2010 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / FAPESPA - Fundação Amazônia de Amparo a Estudos e Pesquisas / Utilizou-se a técnica de espectroscopia de lente térmica com dois feixes quase paralelos em modo descasado para estudar as propriedades térmicas de cinco óleos vegetais e de um composto específico de oleína de palma e p-caroteno (OP+BC), preparado no laboratório. As medidas de difusividade térmica foram obtidas do ajuste entre a curva experimental do sinal temporal de lente térmica no fotodetector com a equação obtida no modelo aberrante de lente térmica com modos descasados, tendo em conta a difração de Fresnel para o campo distante. São reportadas as medidas da difusividade térmica de diversos óleos vegetais da Amazônia e do composto OP+BC. É verificado um crescimento exponencial da difusividade térmica com a concentração, o que se atribui à estrutura molecular do p-caroteno. Até o momento, os resultados são inéditos e não têm sido reportados na literatura. / Was used the thermal lens spectroscopy technique with two beams almost parallel at mismatched mode configuration to study the thermal properties of five vegetable oils, and one specific compound of palm olein and p-carotene (PO+BC), prepared into the laboratory. The thermal diffusivities measured were obtained from the fitting between the experimental curve of the temporal signal of the thermal lens into the photodetector, and the equation obtained in the aberrant model of thermal lens with mismatched modes, taking account the far-field Fresnel’s diffraction. Are reported measurements of thermal diffusivities from several vegetable oil and PO+BC compound. For the compound was verified an exponential growth of the thermal diffusivity as function of the p-carotene concentration, that one can to attribute to the molecular structure of the p-carotene. All results are reported by the first time, at our knowledge.

Submitted by Cássio da Cruz Nogueira (cassionogueirakk@gmail.com) on 2017-07-24T16:50:29Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_ProducaoBiodieselMetilico.pdf: 3529157 bytes, checksum: 899da28ce20c5e8316e76c61bb10cacf (MD5) / Approved for entry into archive by Irvana Coutinho (irvana@ufpa.br) on 2017-07-25T12:26:11Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_ProducaoBiodieselMetilico.pdf: 3529157 bytes, checksum: 899da28ce20c5e8316e76c61bb10cacf (MD5) / Made available in DSpace on 2017-07-25T12:26:12Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_ProducaoBiodieselMetilico.pdf: 3529157 bytes, checksum: 899da28ce20c5e8316e76c61bb10cacf (MD5) Previous issue date: 2016-01-29 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / FAPESPA - Fundação Amazônia de Amparo a Estudos e Pesquisas / FINEP - Financiadora de Estudos e Projetos / Este trabalho teve como objetivo sintetizar biodieseis metílicos e etílicos de seis espécies amazônicas de óleos e gordura vegetais usando a reação de transesterificação alcalina via catálise homogênea, determinar os valores de capacidade calorífica dos óleos e dos biodieseis metílico e etílico por calorimetria exploratória diferencial (DSC), no intervalo de temperatura de 55 a 195°C, e correlacionar com os dados estimados pelo método de contribuição de grupos, investigar a estabilidade térmica dos óleos e dos biodieseis produzidos através de análise termogravimétrica (TG/DTG) e realizar estudo cinético da decomposição térmica dos biodieseis utilizando o método de Ozawa. Foram utilizadas análises físico-químicas clássicas para a caracterização dos óleos e das amostras de biodieseis sintetizados. Os resultados obtidos para as propriedades físico-químicas das amostras de biodiesel metílico apresentaram-se consistentes com os valores especificados pela Resolução n° 45 de 2014 da Agência Nacional do Pétróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (RANP 45/14). Os resultados de capacidade calorífica determinados por DSC mostraram que o biodiesel metílico de pracaxi foi o que apresentou valores mais elevados, enquanto que para os etílicos, isto foi observado para os biodieseis de buriti, andiroba e pracaxi. A maioria dos dados de capacidade calorífica obtidos para os biodieseis metílico e etílico determinados por DSC e pelo método de contribuição de grupos foram considerados satisfatórios, pois mostraram desvios relativos menores ou iguais a 15%, e apresentaram bons coeficientes de correlação que variaram de 0,8617 a 0,9947. Os estudos da estabilidade térmica por análise termogravimétrica mostraram que os óleos e gordura apresentaram-se estáveis na faixa de temperatura de 110 a 220°C, em atmosfera inerte e, em atmosfera oxidante, foram termicamente estáveis de 130 a 165°C. Todas as amostras de biodiesel sintetizadas degradaram-se em temperaturas inferiores a 150°C, o que representa elevada volatilidade, uma característica muito importante para a sua aplicação nos motores a diesel. O estudo cinético da decomposição térmica para os biodieseis metílico e etílico encontraram valores de energia de ativação que variaram de 46,23 a 124,93 kJ.mol-1 e mostraram que os biodieseis etílicos foram mais estáveis que os biodieseis metílicos. / This study aimed to synthesize methyl and ethyl biodiesel from six amazonian species of vegetable oils and fat through the transesterification reaction process using alkaline homogeneous catalysis, determine the heat capacity values of oils and methyl and ethyl biodiesel by differential scanning calorimetry (DSC) in the temperature range of 55 to 195°C, and correlate with information estimated by the group contribution method, to investigate the thermal stability of oils and biodiesel produced by thermogravimetric analysis (TG/DTG) and perform kinetic study of the decomposition thermal of biodiesels using the Ozawa method. Classic physicochemical analysis for the characterization the vegetable oils and the biodiesel synthesized samples were used. The results for the physicochemical properties of methyl biodiesel samples were consistent with the values specified by the Resolution No. 45 of 2014 of the National Agency of Petroleum, Natural Gas and Biofuels (RANP 45/14). The results of heat capacity determined by DSC showed that the methyl biodiesel pracaxi showed the highest values, while for ethyl, it was observed for the biodiesel buriti, andiroba and pracaxi. Most heat capacity data obtained for the methyl and ethyl biodiesel determined by DSC and by the group contribution method were satisfactory, as they showed smaller relative deviations or equal to 15% and showed good correlation coefficients ranged from 0, 8617 to 0.9947. The studies on the thermal stability by thermogravimetric analysis indicated that the oils and fat were stable in the temperature range of 110 to 220°C, in inert atmosphere and, in an oxidizing atmosphere, were thermally stable to 130 at 165°C. All the synthesized biodiesel samples is degraded at temperatures up to 150°C, which is highly volatile, a very important feature for the application in diesel engines. The kinetic study of the thermal decomposition of the methyl and ethyl biodiesel met activation energy values ranging from the 46.23 124.93 kJ.mol-1 and showed that the ethyl biodiesel were more stable than the methyl biodiesel.

O processo de transesterificação de óleos vegetais para a síntese de biodiesel por catálise básica tem sido utilizado largamente em escala industrial e altas conversões são obtidas. Entretanto, uma grande quantidade de água é necessária para a purificação dos ésteres, gerando altos volumes de rejeitos aquosos inadequados para descarte, e dessa forma, a utilização de síntese enzimática catalisada por lipases imobilizadas destaca-se como uma alternativa ao método alcalino. Este trabalho teve como objetivo aperfeiçoar a produção de biodiesel a partir de diferentes fontes de óleos vegetais por diferentes lipases imobilizadas comercialmente. Na primeira fase do trabalho foi realizada uma análise dos principais fatores envolvidos na síntese enzimática de biodiesel, com foco nos parâmetros envolvidos na escolha e na configuração dos reatores. Uma extensa discussão foi apresentada sobre as vantagens e desvantagens de cada tipo de reator e seu modo de funcionamento. O cenário atual do mercado de síntese enzimática de biodiesel e algumas perspectivas futuras também foram apresentadas. Na segunda etapa desta pesquisa foi testado o conceito “combi-lipase”, que se baseia no uso de misturas de lipases com diferentes especificidades para a cadeia molecular de um óleo em particular (o substrato). Neste caso, foram utilizadas as lipases comerciais imobilizadas Novozym 435 (CALB), Lipozyme TL-IM (TLL), e Lipozyme RM-IM (RML) como biocatalisadoras na síntese de biodiesel via transesterificação enzimática dos óleos de oliva e palma, com etanol como aceptor acila. Repetidas reações em batelada foram realizadas para testar a estabilidade operacional do sistema combi-lipase, em que elas puderam ser usadas em pelo menos sete ciclos, mantendo em torno de 80 % da sua atividade inicial. Dando sequencia ao conceito de combi-lipase, na terceira etapa dessa pesquisa, foi avaliada a utilização de substratos alternativos, como os provenientes de fritura doméstica e comercial, comparada ao óleo de soja. As reações foram conduzidas em banho de ultrassom, com a otimização dos parâmetros razão molar etanol:óleo, quantidade de água adicionada na reação e quantidade de biocatalisador (previamente à definição da composição do combi-lipase). O uso de tecnologia de ultrassom, concomitante com a aplicação de misturas de enzimas com diferentes preços de aquisição e uso de óleos residuais apresentou excelentes rendimentos, com 90 % (com óleo de soja) e 70 % (com óleo residual) de conversão de biodiesel. Na última etapa deste trabalho, foi conduzida a síntese contínua de biodiesel em um reator de leito empacotado (PBR) com o uso de etanol e dos substratos óleos de soja e óleo residual, utilizando combi-lipase com biocatalisador. Após a otimização de alguns parâmetros de reação, foram definidas as seguintes condições: utilização de pérolas de vidro misturada ao combi-lipase para compor o leito enzimático; uso de terc-butanol como solvente de reação e velocidade de fluxo de 0,08 mL min-1. O combi-lipase apresentou excelente estabilidade operacional, e o reator manteve-se operando continuamente por 30 dias em estado estacionário. Independente do tipo de substrato empregado, o rendimento de conversão manteve-se em torno de 50 %, com produtividade de 1,94 gbiodiesel gsubstrato-1 h-1. / The process of transesterification of vegetable oils for biodiesel synthesis catalyzed by alkalis has been widely used on an industrial scale and high conversions are obtained. However, a large amount of water is required for the purification of esters, generating large amounts of aqueous wastes, unsuitable for disposal. Therefore, the enzymatic synthesis of biodiesel using immobilized lipases as biocatalysts stands as an alternative to the alkaline method. This work aimed at enhancing the production of biodiesel from different sources of vegetable oils using different immobilized commercially available lipases. In the first step of the work, an analysis of the main factors involved in enzymatic synthesis of biodiesel was carried out, focusing on choices of immobilization protocol and parameters involved in the selection and configuration of the reactors. An extensive discussion is presented on the advantages and disadvantages of each type of reactor and its operation. The current scenario of the enzymatic synthesis of biodiesel market and some future prospects are also presented. In the second stage of this study it was tested the concept "combi-lipase", which is based on the use of lipase mixtures with different specificities for a particular oil, the substrate. The immobilized commercial lipases Novozym 435 (CALB), Lipozyme TL-IM (TLL), and Lipozyme RM-IM (RML) were used as biocatalysts in enzymatic transesterification of biodiesel from olive and palm oils, with ethanol as acyl acceptor. Repeated batches of reaction were carried out in order to test the operational stability of the combi-lipase systems, with results showing that they could be used for at least seven cycles keeping higher than 80 % of their initial activities. Following the concept of combi-lipase, in the third stage of this research, it was evaluated the use of alternative substrates, such as waste frying oils, compared to soybean oil. The reactions were conducted in an ultrasonic bath, with the optimization of the molar ratio of ethanol: oil, amount of water added in the reaction and amount of biocatalyst (prior to the definition of the combi-lipase composition). The use of ultrasonic technology, concomitant with the application of mixtures of enzymes with different acquisition and use prices of residual oils presented excellent yields, with 90 % (with soybean oil) and 70 % (with residual oil) of biodiesel conversion. Finally, in the last stage of this work, the combi-lipase concept was applied in the continuous ethanolysis of biodiesel in a packed bed reactor (PBR) with the use of soybean and waste oils as substrates. After optimization of some reaction parameters, the following conditions were defined: use of glass beads mixed with lipases to compose the enzymatic bed; Use of tert-butanol as reaction solvents and flow rate of 0.08 mL min-1. The combi-lipase presented excellent operational stability, and the reactor was continuously operated for 30 days at steady state. Regardless of the type of substrate used, the conversion yield remained around 50 %, with productivity of 1.94 gbiodiesel gsubstrate-1 h-1.

Submitted by Cássio da Cruz Nogueira (cassionogueirakk@gmail.com) on 2017-01-26T14:03:06Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_PreparacaoSuportesMicro.pdf: 1068522 bytes, checksum: 5efdae2f5d549f6d1eae3f4d46a0c3c3 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-01-27T13:35:58Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_PreparacaoSuportesMicro.pdf: 1068522 bytes, checksum: 5efdae2f5d549f6d1eae3f4d46a0c3c3 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-01-27T13:35:58Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_PreparacaoSuportesMicro.pdf: 1068522 bytes, checksum: 5efdae2f5d549f6d1eae3f4d46a0c3c3 (MD5) Previous issue date: 2015-09-29 / O presente trabalho teve como objetivo preparar e caracterizar catalisadores heterogêneos utilizando enzimas imobilizadas nos suportes MCM-41 e metacaulim. Os suportes foram funcionalizados com APTES (uma amina) para aplicação na reação de esterificação do ácido oleico com metanol, para produção de éster. A caracterização do catalisador foi feita por DRX, IV-TF, fisissorção de N2 e espectrometria de UV. Os resultados apontaram que o MCM-41 foi efetivamente funcionalizado e que as enzimas foram imobilizadas, no entanto, houve perda parcial do arranjo hexagonal desse suporte, enquanto que, para o metacaulim, tanto a funcionalização quanto a imobilização não ocorreram de forma satisfatória. Através da espectrometria de UV, foi verificado que em torno de 80% das enzimas foram efetivamente imobilizadas em MCM-41. Esse biocatalisador (heterogêneo) foi testado na esterificação do ácido oléico (razão molar para ácido oleico/metanol foi de 1:15), à temperatura de 30ºC (100 rpm), durante 12h. A conversão obtida através do biocatalisador foi de 52% da massa de ácido em éster, indicando que há viabilidade quanto à utilização da MCM-41 funcionalizado com amina, para a imobilização de lipase, pois atividade catalítica das enzimas foi preservada. Quanto ao metacaulim, os resultados apontaram que, a pesar de ter ocorrido, inicialmente, alguma ligação das enzimas ao metacaulim funcionalizado, a espectrometria de UV apontou que a ancoragem das enzimas não foi eficaz, no decorrer de 4h, no entanto, novas abordagens metodológicas para esse material poderão ser aplicadas para garantir a funcionalização e imobilização eficazes. / This study aimed to prepare and characterize heterogeneous catalysts using immobilized enzymes in MCM-41 supports and metakaolin. The supports were functionalized with APTES (an amine) for application to the oleic acid esterification reaction with methanol to produce ester. The characterization of the catalyst was made by XRD, FT-IR, physisorption of N2 and spectrometry of UV. The results show that MCM-41 has been effectively functionalized and immobilized enzymes were, however, there was a partial loss of the hexagonal array of such support, while for metakaolin, both functionalization as immobilization did not occur satisfactorily. Using UV spectrometry, it was found that around 80% of the enzymes were effectively immobilized on MCM-41. This biocatalyst (heterogeneous) was tested in the esterification of oleic acid (molar ratio to oleic acid / methanol was 1:15), at a temperature of 30 °C (100 rpm) for 12h. The obtained conversion was 52% of acid mass to ester, indicating that there viability on the use of MCM-41 amine functionalized for the immobilization of lipase, since catalytic activity of the enzyme was preserved. As for metakaolin, the results showed that, despite having been initially some connection enzymes to metakaolin functionalized, UV spectrometry showed that the anchoring enzyme was not effective in the course of 4 hours, however, new methodological approaches to this material may be applied to ensure the efficient functionalization and immobilization.

Submitted by Cássio da Cruz Nogueira (cassionogueirakk@gmail.com) on 2017-01-31T12:15:25Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ObtencaoCaracterizacaoSistemas.pdf: 3284728 bytes, checksum: 216bbbaff1c70b4536a7330838d36ab5 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-02-01T12:19:46Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ObtencaoCaracterizacaoSistemas.pdf: 3284728 bytes, checksum: 216bbbaff1c70b4536a7330838d36ab5 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-01T12:19:46Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Dissertacao_ObtencaoCaracterizacaoSistemas.pdf: 3284728 bytes, checksum: 216bbbaff1c70b4536a7330838d36ab5 (MD5) Previous issue date: 2015-03-20 / CNPq - Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / A Euterpe oleraceae Mart. é uma palmeira amazônica, conhecida popularmente como açaí. A partir da polpa do fruto de açaí pode-se extrair o óleo fixo, constituído principalmente de ácidos graxos mono e poli-insaturados. Esse óleo é uma promissora matéria-prima para a indústria farmacêutica, onde pode ser aproveitado por suas atividades biológicas e como matéria-prima no desenvolvimento de sistemas de liberação prolongada de fármacos. Os cristais-líquidos são exemplos de sistemas de liberação prolongada de fármacos. O objetivo deste trabalho foi desenvolver sistemas líquido cristalino contendo óleo de açaí como fase oleosa e o Procetyl AWS como tensoativo. Inicialmente o óleo de açaí foi analisado quanto a suas características físico-química. A cromatografia gasosa revelou o ácido oleico (47,58%), ácido palmítico (24,06%) e ácido linoleico (13,58%), como os principais constituintes. A caracterização físico-química mostrou valores de acidez, iodo, saponificação, refração e densidade dentro dos limites e padrões recomendados. A espectroscopia na região do infravermelho revelou bandas características do óleo de açaí. A termogravimetria do óleo de açaí evidenciou um único evento que possivelmente deve-se à degradação dos ácidos graxos, este evento localiza-se na faixa de temperatura de 241,71 à 481,14ºC. O tempo de indução do óleo de açaí foi de 11,79h. Os estudos de pré-formulação realizados com o óleo de açaí e com o tensoativos não mostrou indícios de interação química ou degradação resultante da mistura binária entre o óleo e o Procetyl AWS. Foram preparadas 36 formulações com auxílio do diagrama ternário, entre estas formulações foram identificadas mesofases hexagonal e cúbica. A análise reológica evidenciou comportamento pseudoplástico (n<1) com características plásticas que remetem aos fluidos de Bingham. O estudo de estabilidade realizado durante 30 dias não revelou qualquer sinal de instabilidade dos sistemas avaliados. A realização desse trabalho demonstrou que o óleo de açaí é uma matéria-prima promissora no desenvolvimento de sistema de liberação prolongada de fármacos. / The Euterpe oleracea Mart. is an Amazonian palm tree, popularly known as acai. From the pulp of the acai fruit can extract the fixed oil, consisting mainly of fatty mono and polyunsaturated acids. This oil is a promising raw material for the pharmaceutical industry, which can be exploited by their biological activities and as a raw material in the development of sustained drug delivery systems. Liquid crystals are examples of sustained drug delivery systems. The objective of this study was to develop liquid crystalline systems containing acai oil as the oil phase and the Procetyl AWS as surfactant. Initially acai oil was analyzed for its physical and chemical characteristics. Gas chromatography revealed oleic acid (47.58%), palmitic acid (24.06%) and linoleic acid (13.58%) as major constituents. The physicochemical characterization showed values of acidity, iodine, saponification, refraction and density within the limits and recommended standards. Spectroscopy in the infrared region showed characteristic bands of acai oil. Thermogravimetry açai oil showed a unique event that possibly due to the degradation of fatty acids, this event is located in the temperature range of 241.71 to 481,14ºC. The acai oil induction time was 11,79h. The pre-formulation studies with acai oil and the surfactants showed no evidence of chemical interaction or resulting degradation of binary mixture between the oil and the Procetyl AWS. Formulations were prepared 36 with the aid of ternary diagram between these formulations were identified hexagonal and cubic mesophases. The rheological analysis showed pseudoplastic behavior (n <1) with plastic characteristics that refer to the Bingham fluids. The stability study conducted over 30 days did not reveal any signs of instability of the evaluated systems. The realization of this study demonstrated that the acai oil is a promising raw material in the development of sustained drug delivery system.

Submitted by Nathalya Silva (nathyjf033@gmail.com) on 2017-04-24T19:55:47Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_AdsorcaoDessorcaoSupercritica.pdf: 6130316 bytes, checksum: 0428087533049e64758c55c5c32cf070 (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-04-26T11:52:48Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_AdsorcaoDessorcaoSupercritica.pdf: 6130316 bytes, checksum: 0428087533049e64758c55c5c32cf070 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-04-26T11:52:48Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_AdsorcaoDessorcaoSupercritica.pdf: 6130316 bytes, checksum: 0428087533049e64758c55c5c32cf070 (MD5) Previous issue date: 2012-03 / Neste trabalho foi investigado o enriquecimento de antioxidantes do óleo de buriti (Mauritia flexuosa, Mart.) pelo processo de adsorção supercrítica. A adsorção foi realizada experimentalmente pelo método da análise frontal em colunas empacotada com y-alumina a 15, 20 e 25 MPa, 333 K, e vazão de solvente de QCO2 = 10,6 L/min, utilizando uma montagem de colunas duplas de 81 cm3, testado e aprovado para ser usado como uma célula de adsorção. O óleo de buriti foi físico-quimicamente caracterizado de acordo com métodos oficiais da AOCS e mostrou-se compatível com os dados relatados na literatura. A composição em termos de ésteres metílicos foi determinada por cromatografia gasosa (GC) e a atividade anti-oxidante segundo o método de captura de radicais livres (DPPH). O adsorvente foi caracterizado por fluorescência e difração de raios X, determinando a distribuição de tamanho de partículas, porosidade e área específica por BET. A cada experimento, um balanço material era realizada na coluna de adsorção para calcular a massa das espécies adsorvidas em y-alumina no processo de adsorção supercrítico. A influência da pressão sobre a adsorção supercrítica foi investigada através da análise do comportamento das isotermas. A isoterma de Langmuir foi usada para modelar os dados experimentais de adsorção. Os resultados experimentais mostram um aumento da capacidade adsorvente com pressões mais elevadas, mostrando um máximo de 90,9 ± 8,6 mg de óleo/g g- alumina, a 25 MPa. A adsorção supercrítica de óleo de buriti em y-alumina utilizando dióxido de carbono como solvente parece é método alternativo para extração de antioxidantes incluindo os carotenos. / In this work we investigated the enrichment of antioxidants buriti oil (Mauritiaflexuosa Mart) adsorption process by supercritical. The adsorption was carried out experimentally by the method of frontal analysis in columns packed with y-alumina and 15, 20 e 25 MPa, 333 K, and flow of solvent QCO2 = 10,6 L/min, using an assembly of double columns of 81 cm3, tested and approved for use as a cell adsorption. The oil was buriti physic-chemically characterized according to the AOCS official methods and found to comply with the data reported in the literature. The composition of methyl esters was determined by gas chromatography (CG) and antioxidant activity by the method of capture of free radicals (DPPH). The adsorbent was characterized by fluorescence and x-ray diffraction, determining the particle size distribution, porosity and surface area by BET in each experiment, a material balance was performed in the adsorption column to calculate the mass of the adsorbed species in y-alumina in the process of supercritical adsorption. The influence of pressure on supercritical adsorption was investigated by examining the behavior of the isotherms. The Langmuir isotherm was used to model the experimental data of adsorption. The experimental results show an increased capacity adsorbent with higher pressures, showing a maximum of 90,9 ± 8,6 mg oil/g y-alumina, at 25 MPa. The adsorption supercritical buriti oil on γ-alumina using carbon dioxide as solvent appears to be an alternative method for extracting antioxidants from the includ carotenes.