Orientador: Daniel Barrera-Arellano / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-09T22:26:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Wada_JoeniKeikoAlves_M.pdf: 711749 bytes, checksum: 2913a29afcfdf083b0f89be6898744e1 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: A cera de cana-de-açúcar (Saccharum officinarum), consiste em uma mistura de ésteres de cera, triacilgliceróis, ácidos e álcoois graxos; e é obtida a partir da torta de filtro, um sub-produto nas indústrias processadoras de cana. Sendo o Brasil o maior produtor de cana-de-açúcar e maior exportador de açúcar do mundo, a quantidade de torta de filtro disponível para a produção de cera é bastante elevada. Desta maneira, a sua utilização contribuirá para o aproveitamento de um sub-produto na obtenção de um produto de alto valor agregado, as ceras. Além de possuir propriedades importantes para o uso em diversos setores da indústria, a cera de cana-de-açúcar constitui-se em uma importante fonte de álcoois graxos de cadeia longa, denominado ¿policosanol¿, o qual apresentou, em vários estudos, efeito hipocolesterolêmico, anti-plaquetário e anti-trombótico. Este projeto teve como objetivo principal a obtenção e purificação da fração de álcoois graxos de cadeia longa, através de um processo simplificado: (1) saponificação da cera de cana-de-açúcar clarificada e purificada; (2) extração com etanol anidro a quente para obtenção de ¿policosanol 50¿ e (3) purificação com acetona, para obtenção de ¿policosanol 90¿. As condições para a reação de saponificação da cera clarificada e purificada de cana-de-açúcar foram: relação cera:solução hidro-alcoólica de NaOH 2M de 1:1 (p/v); temperatura de 80ºC e tempo de 15 minutos. O processo de extração com etanol a quente, utilizando a relação cera saponificada: etanol de 1:5 (p/v) a 73°C/1hora, permitiu a obtenção de um produto com 50% de álcoois e rendimento de 38% em relação à cera clarificada e purificada. A purificação do ¿policosanol 50¿ com acetona (relação ¿policosanol 50¿:acetona de 1:10 (p/v) sob refluxo/30 min, seguido da filtração a quente), permitiu obter um produto com 90% de álcoois e rendimento de 17,4% / Abstract: Sugarcane wax (Saccharum officinarum) consists of a mixture of wax esters, triglycerides, fatty acids and fatty alcohols, and is obtained from sugarcane filter cake, a by-product of the sugar and alcohol industry. Being Brazil the greatest sugarcane producer and sugar exporting country, the amount of available filter cake for wax production is sufficiently high. Thus, the use of sugarcane filter cake will contribute for the utilization of a by-product in order to obtain a high value added products, the waxes. Besides its important properties which are applied in different industry sectors, the sugarcane wax is the important source of long chain fatty alcohols, called ¿policosanol¿, which have demonstrated in several studies, cholesterol-reducing, anti-platelet and anti-trombotic effects. The main objective of this project was to study the obtaining and purification process of the long chain fatty alcohol fraction, using a simplified method: (1) saponification of the clarified and purified sugarcane wax; (2) extraction with hot anhydrous ethanol to obtain the product called ¿policosanol 50¿ and (3) purification with acetone to obtain the product called ¿policosanol 90¿. The conditions for the saponification reaction of the clarified and purified sugarcane wax were: wax proportion: NaOH hydro-alcoholic solution of 2M of 1:1(w:v); temperature of 80°C/15 minutes. The extra ction process with hot ethanol, using the saponified wax proportion: ethanol of 1:5 (w:v) at 73°C/1hour, allowed to obtain a 50% alcohols and 38% yield product comparing to the clarified and purified wax. The purification of the ¿policosanol 50¿ with acetone extraction (proportion ¿policosanol 50¿: acetone of 1:10 (w/v) with 30min reflux, followed by a hot filtration), allowed to obtain a 90% alcohols and 17.4% yield product / Mestrado / Mestre em Tecnologia de Alimentos

Made available in DSpace on 2016-08-19T12:56:47Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertacao LEANDRO LIMA CARVALHO.pdf: 1286583 bytes, checksum: 3198a5ae4efaeaf29e291b70322cab13 (MD5) Previous issue date: 2014-04-04 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Some substances sound considered promising as a fuel to power electrochemical energy converters. These substances sound oxidized at the anode, while pure or oxygen from air is reduced at the cathode in galvanic cells without production of unhealthy pollutants, generating current cleanly and efficiently. The electrocatalysis of methanol, ethanol, ethylene glycol, glycerol, sodium borohydride and formaldehyde are topics of great interest, justified by the demand for new systems more efficient converters and cleaner energy. In this work Pd, Pd₇₅Ni₂₅, Pd₆₆Ni₃₄ and Pd₅₀Ni₅₀ nanoparticles supported on carbon Vulcan XC - 72 were prepared by the method of reduction by sodium borohydride in alkaline medium. The catalysts were characterized by X-ray diffraction (XRD), X-ray fluorescence (XRF), cyclic voltammetry (CV) and linear sweep voltammetry (LSV). The results showed that nanoparticles of Pd and PdxNiy, which were uniformly dispersed on carbon, had a diameter of 2-7 nm. Studies of cyclic voltammetry (CV ) and Linear sweep voltammetry (LSV) oxidation of methanol , ethanol , ethylene glycol, glycerol and sodium borohydride showed that the addition of Ni in the catalyst nanoparticles changes the mechanism of the reactions of Pd / C and the electrocatalytic activity increases in the order Pd₇₅Ni₂₅ / C < Pd₆₆Ni₃₄ / C < Pd₅₀Ni₅₀ / C in alkaline medium . So electrocatalysts produced with Ni nanoparticles become promising candidates for the direct alcohol cells (DAFCs) cells and direct borohydride (DBFCs) fuel fuel. / Algumas substâncias são consideradas promissoras como combustível para alimentar conversores eletroquímicos de energia. Estas substâncias são oxidadas no ânodo, enquanto oxigênio puro ou proveniente do ar é reduzido no cátodo, em células galvânicas, sem produção de poluentes nocivos à saúde, gerando corrente de forma limpa e eficiente. As eletrocatálises de metanol, etanol, etilenoglicol, glicerol, boroidreto e formaldeído são temas de grande interesse, justificado pela procura de novos sistemas conversores de energia mais eficientes e menos poluentes. No presente trabalho, nanopartículas de Pd, Pd₇₅Ni₂₅, Pd₆₆Ni₃₄ e Pd₅₀Ni₅₀ suportadas sobre carbono Vulcan XC-72, foram preparadas pelo método de redução por boroidreto de sódio em meio alcalino. Os catalisadores foram caracterizados por difração de raios-X (DRX), fluorescência de raios-X (FRX), voltametria cíclica (VC) e varredura linear (VL). Os resultados mostraram que as nanopartículas de Pd e PdxNiy, que foram uniformemente dispersas sobre carbono, apresentaram de 2-7 nm de diâmetro. Os estudos de voltametria cíclica (VC) e voltametria linear (VL) das oxidações de metanol, etanol, etilenoglicol, glicerol e boroidreto de sódio mostraram que a adição de nanopartículas de Ni nos catalisadores, altera o mecanismo das reações sobre Pd/C e a atividade eletrocatalítica aumenta na ordem Pd₇₅Ni₂₅/C < Pd₆₆Ni₃₄ /C < Pd₅₀Ni₅₀/C em meio alcalino. Portanto, eletrocatalisadores produzidos com nanopartículas de Ni tornam-se candidatos promissores para células a combustível de álcool direto (CCADs) e células a combustível de boroidreto direto (CCBDs).

Submitted by Geandra Rodrigues (geandrar@gmail.com) on 2018-03-20T19:22:10Z No. of bitstreams: 1 cesaraugustocaneschi.pdf: 5294083 bytes, checksum: 0fcaa84691e8fe3011b7448e2622257a (MD5) / Approved for entry into archive by Adriana Oliveira (adriana.oliveira@ufjf.edu.br) on 2018-03-21T12:54:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 cesaraugustocaneschi.pdf: 5294083 bytes, checksum: 0fcaa84691e8fe3011b7448e2622257a (MD5) / Made available in DSpace on 2018-03-21T12:54:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 cesaraugustocaneschi.pdf: 5294083 bytes, checksum: 0fcaa84691e8fe3011b7448e2622257a (MD5) Previous issue date: 2018-01-12 / As onicomicoses são infecções fúngicas que se caracterizam clinicamente por alterações morfológicas no tecido ungueal proporcionadas, principalmente, por fungos filamentosos dermatófitos, seu principal agente etiológico. Esta micose é considerada um problema de saúde pública e apresenta inúmeros fatores que podem favorecer o seu início. O tratamento é considerado um grande desafio para a medicina, uma vez é prolongado, apresenta reduzida eficácia e recidivas frequentes, além de ocasionar efeitos adversos ao pacientes. Diante do exposto, surge a necessidade de obtenção de novos compostos farmacologicamente ativos para esta finalidade. Desta forma, a síntese de compostos orgânicos e a investigação do potencial antifúngico pode impulsionar a elucidação de novos antifúngicos. Logo, o objetivo deste trabalho foi avaliar a atividade antifúngica in vitro de amino álcoois e diaminas frente aos principais fungos causadores de onicomicoses. Para isso, foi realizada a análise antifúngica a fim de estabelecer as concentrações inibitória mínima (CIM) e fungicida mínima (CFM) frente as cepas de referência de Trichophyton mentagrophytes ATCC 11481, T. rubrum CCT 5507 URM 1666, Epidermophyton floccosum CCF-IOF-3757, Candida albicans ATCC 10231 e um isolado clínico de C. albicans. Para auxiliar na compreensão da ação antifúngica foi empregada a microscopia eletrônica de varredura (MEV) juntamente com a avaliação de fatores de virulência fúngica (fosfolipase e melanina). Por último, foi investigada ainda a citotoxicidade in vitro dos amino álcoois frente a células de fibroblastos (L929) e queratinócitos (HaCaT). A partir de um grupo de cinquenta moléculas sintetizadas, foram selecionados três amino álcoois com cadeia alifática com 10, 12 e 14 carbonos (C) que foram fungicidas frente às cinco cepas de fungos avaliadas com valores de CIM variando de 0,46 – 1.000 μg/mL e CFM entre 7,81 - 1.000 μg/mL. Entre estas, destaque para o amino álcool com 14 C. Por meio das eletromicrografias foi possível evidenciar alterações morfológicas nas estruturas fúngicas das cinco espécies submetidas à ação dos amino álcoois selecionados, o que demonstrou sua ação sobre os fungos avaliados. Os compostos proporcionaram interferência na excreção de fosfolipase, no entanto, não interferiram na produção de melanina. Os amino álcoois revelaram relativa toxicidade frente às células L929 e HaCaT. Por meio dos resultados apresentados neste trabalho, é possível atribuir aos amino álcoois ação antifúngica frente aos principais fungos causadores da onicomicoses, entretanto, essas moléculas apresentaram toxicidade in vitro frente a fibroblastos e queratinócitos. Deste modo, os achados contribuem para a modificação estrutural das moléculas analisadas e/ ou síntese de novos compostos mais eficazes e menos tóxicos para o tratamento de onicomicoses. / Onychomycosis is a fungal infection characterized clinically by morphological changes in the nail tissue provided mainly by dermatophyte filamentous fungi, the main etiological agent. This mycosis is considered a public health problem and presents numerous factors that may favor its beginning. Its treatment is considered a great challenge for medicine, once it is prolonged, it presents reduced efficacy and frequent recurrences, besides causing adverse effects to the patients. In view of the above, there is a need to obtain new pharmacologically active compounds for this purpose. In this context, the synthesis of organic compounds and the investigation of the antifungal potential may boost the elucidation of new antifungal agents. Therefore, the objective of this work was to evaluate the antifungal activity in vitro of diamines and amino alcohols against the main fungi causing onychomycosis. For this, antifungal analysis was carried out to establish the minimum inhibitory concentrations (MIC) and minimum fungicide (CFM) against Trichophyton mentagrophytes ATCC 11481, T. rubrum CCT 5507 URM 1666, Epidermophyton floccosum CCF-IOF-3757, Candida albicans ATCC 10231 and a clinical isolate of C. albicans. A scanning electron microscopy (SEM) along with the evaluation of fungal virulence factors (phospholipase and melanin). Finally, the in vitro cytotoxicity of amino alcohols against fibroblast cells (L929) and keratinocytes (HaCaT) was further investigated. From a group of fifty synthesized molecules, three amino acohols with 10, 12 and 14 C aliphatic chain were selected which were fungicidal against the five fungal strains evaluated with MIC values ranging from 0.46-1,000 μg/ mL and CFM between 7.81-1,000 μg/ mL. Among them, the amino alcohol with 14 C was featured. Using the electromicrographs, it was possible to show morphological changes in the fungal structures of the five species submitted to the action of the selected amino alcohols, which demonstrates their action on the evaluated fungi. The compounds provided interference in phospholipase excretion, however, did not interfere with melanin production. Amino alcohols revealed relative toxicity to L929 and HaCaT cells. Thus, the findings contribute to the structural modification of the molecules analyzed and / or synthesis of new compounds more effective and less toxic for the treatment of mycosis.

Orientador: Roberta Ceriani / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-23T01:21:42Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Troni_KellyLendini_M.pdf: 3567932 bytes, checksum: fb83c16b04e83a1bcc666f11c5237dec (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: A cera do óleo de farelo de arroz (OFA) é um resíduo da etapa de deceragem no processo de refino de óleos. Tradicionalmente, as ceras naturais, que em excesso geram turbidez no óleo vegetal embalado, são removidas por cristalização e filtração a baixa temperatura. Esse resíduo da etapa de deceragem pode conter de 20 a 80% em massa de óleo, seguido por uma fração principal de ceras, álcoois graxos livres, ácidos graxos livres e hidrocarbonetos. A fração de cera do resíduo é constituída por álcoois graxos e ácidos graxos de cadeia longos esterificados (mais de 18 carbonos). Considerando que o óleo de farelo de arroz tem 4-6% em massa de cera, uma grande quantidade dessa fonte natural de compostos graxos é subaproveitada na indústria de óleos vegetais. De acordo com a revisão bibliográfica, nenhum trabalho na literatura trata da produção de ácidos graxos e de álcoois graxos a partir da hidrólise do resíduo extraído da etapa de deceragem usando vapor supersaturado (elevadas temperaturas e alto vácuo). Nestas condições, a reação de degradação de ceras, ou de desesterificação, ocorre sem a presença de catalisadores em um meio graxo. Diante do exposto, esta dissertação de mestrado teve por objetivo o estudo inédito de aplicação das mesmas condições da desacidificação por via física como rota na produção de ácidos graxos e álcoois graxos a partir do resíduo da etapa de deceragem de óleo de farelo de arroz, sob baixa pressão, a temperaturas elevadas e mediante a injeção de vapor de arraste. Os experimentos foram realizados de acordo com um planejamento fatorial simples (23 + 3 pontos centrais) considerando a temperatura da camisa de aquecimento do vaso do desodorizador (ºC), a vazão de vapor de arraste (mL de água 25 ºC/ min) e o tempo de stripping (min) como variáveis independentes. Os efeitos destas variáveis foram relacionados aos resultados de análises químicas, sendo que, em cada ensaio, foram colhidas amostras para o resíduo e destilado, e analisadas quanto ao teor de ácidos graxos livres, espectros de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR), calorimetria exploratória diferencial (DSC) e a técnica EASI-MS (Easy Ambient Sonic- Spray Mass Spectrometry) / Abstract: The rice bran oil wax is a residue of step dewaxing in oil refining process. Traditionally, natural waxes, which generate excessive turbidity in commercial vegetable oil, are removed by crystallization and filtration at low temperatures. This residue of the dewaxing step or winterization may contain from 20 up to 80% by weight of oil, followed by a main fraction of waxes, free fatty alcohols, fatty acids and hydrocarbons. The wax fraction of the residue is composed of esterified fatty alcohols and long-chain fatty acids (more than 18 carbons). Considering that rice bran oil has 4-6% by weight of wax, a large amount of such natural source of fatty compounds is undervalued by the oil industry. According to literature review, no work has reported the production of fatty acids and fatty alcohols from the hydrolysis of the winterization residue using supersaturated steam (high temperatures and high vacuum). Accordingly, the degradation reaction of waxes, or deesterification occurs without the presence of catalysts in an oily medium. Given the above stated, this dissertation aimed to study the unprecedented application of the same conditions as stripping steam deacidification in the production of fatty acids and fatty alcohols from the residue of dewaxing step of rice bran oil, under low pressure, elevated temperatures and with the injection of stripping steam. The experiments were performed according to a simple factorial design (23 + 3 central points), i.e., temperature of the still heating jacket (ºC), the flow of stripping steam (mL water 25 ºC / min) and stripping time (min) as independent variables. The effects of these variables were related to the results of chemical analysis, and in each test, samples were taken for residue and distillate, and analyzed for their content of free fatty acids , spectra of Fourier transform infrared (FTIR), differential scanning calorimetry (DSC) and EASI-MS (Easy-Ambient Sonic Spray Mass Spectrometry) / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestra em Engenharia Química

Nesta dissertação, novos nanomateriais à base de hidróxido de níquel aditivados com cério (Nix(OH)2x-Ce1-x, onde x = 0,8; 0,95 e 1) foram preparados e suportados em FTO gerando eletrodos modificados do tipo Nix(OH)2x-Ce1-x/FTO. Tais materiais foram obtidos pelo método sol-gel e caracterizados pelas técnicas de microscopia eletrônica de varredura e de transmissão (SEM e TEM), análise elementar por ICP-OES, espectroscopia fotoeletrônica de raios X (XPS), difratometria de raios-X (XRD) e voltametria cíclica (CV). Os resultados foram consistentes com a fase &#945;-Ni(OH)2 para todos os nanomateriais. Os resultados revelaram também que o eletrodo &#945;-Ni(OH)2-Ce(20)/FTO apresentou atividade eletrocatalítica aumentada para oxidação de metanol e glicerol frente ao &#945;-Ni(OH)2 e &#945;-Ni(OH)2-Ce(5), sugerindo um possível efeito sinérgico devido a formação de Ce(IV), mas após 3 dias verificou-se o aparecimento de uma nova fase menos ativa. Acredita-se que o processo de preparação e a composição podem ser otimizados para gerar materiais mais estáveis e minimizar tal processo, aumentando as perspectivas de aplicações para o desenvolvimento de dispositivos eletroquímicos como as células a combustível. / In this work, new nanomaterials based on nickel hydroxide additivated with cerium(III) were prepared and supported on fluorine doped tin Oxide (FTO) (Nix(OH)2x-Ce1-x/FTO), x= 0,8; 0,95 e 1. Such materials were obtained by sol-gel method and characterized by scanning and transmission electron microscopy (SEM and TEM), elemental analyses by (ICP-OES), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), X-ray diffractometry (XRD) and cyclic voltammetry (CV) techniques. The results were consistent with the -Ni(OH)2 phase in all nanomaterials. The results revealed also that the &#945;-Ni(OH)2-Ce(20)/FTO electrode exhibited an enhanced electrocatalytic activity towards oxidation of methanol and glycerol than &#945;-Ni(OH)2 and &#945;-Ni(OH)2-Ce(5) but the appearance of a new phase with lower electrocatalytic properties was verified after 3 days. We believed that the preparation process and the composition can be optimized in order to generate stable materials thus overcoming that drawback, increasing the perspectives for the development of electrochemical devices such as sensors and fuel cells.

Os biolubrificantes têm incrementado progressivamente a sua importância sobre os lubrificantes derivados do petróleo devido às rigorosas regulamentações governamentais, o esgotamento das reservas de petróleo e especialmente pelo alto impacto e efeito tóxico dos óleos petroquímicos no ambiente. Os ésteres de óleos naturais podem ser usados como biolubrificantes e são obtidos por transesterificação dos triacilgliceróis com álcoois superiores. A transesterificação enzimática de óleos com álcoois metílico e etílico é um processo muito estudado para a produção de biodiesel, porém outros ésteres podem ser obtidos a partir de aceptores de acila de tamanho de cadeias carbônicas maiores, tais como os álcoois butílico e isoamílico ou misturas de diversos álcoois como o subproduto resultante destilação do bioetanol (óleo fúsel). Neste contexto, o presente trabalho de tese teve como objetivo a obtenção de ésteres com potencial lubrificante por transesterificação enzimática de óleo de palmiste com álcoois superiores. Os ensaios foram efetuados em regime descontínuo (reator de tanque agitado) e em regime contínuo (reator de leito empacotado) utilizando como biocatalisadores as lipases de Burkholderia cepacia e Pseudomonas fluorescens imobilizadas em suportes híbridos de SiO2-?CD e SiO2-HEC numa temperatura fixa de 45°C. Foram testados os efeitos da razão molar óleo: álcool etílico, butílico, isoamílico e óleo fúsel simulado (mistura de álcoois) (1:4 a 1:12), tempos de reação em batelada (24h a 72h) e tempos espaciais em fluxo contínuo (4 a 14h) na conversão, produtividade e a qualidade dos ésteres. Os resultados mostraram bom desempenho das lipases e conversões totais foram alcançadas. No entanto, foi possível observar o efeito do tamanho da cadeia do aceptor de acila, no excesso requerido e no tempo de reação, obtendo-se os melhores resultados para o processo descontínuo com razões molares de 1:6 e 72h para álcool etílico, 1:6 e 48h para ésteres butílicos, 1:4 e 48h para álcool isomílico e óleo fúsel simulado. No processo contínuo, o melhor desempenho foi determinado para razões molares de 1:8 e tempo espacial de 10h para etanol, 1:6 e 8h para butanol, 1:4 com 6h e 8h para isoamílico e óleo fúsel simulado, respectivamente. Em termos gerais, produtividades mais elevadas foram atingidas em regime de fluxo contínuo e especificamente com álcool de isoamila e óleo fúsel (111,10 e 130,18 mg de éster.gcatalisador-1.h-1). Com relação à qualidade dos produtos obtidos nas reações que forneceram elevadas conversões foi constatado baixos teores de monoacilgliceróis (<=1%) e ausência de diacilgliceróis. As viscosidades cinemáticas a 40 °C, confirmaram o elevado grau de transesterificação do óleo de palmiste modificando a viscosidade inicial do óleo de 30,13 mm2.s-1 para valores na faixa entre 3 a 6 mm2.s-1. O índice de viscosidade variou entre 114 e 150 e a estabilidade oxidativa (período de indução) entre 22 e 37 min (9 e 20 h, método Rancimat). Os resultados obtidos foram bastante satisfatórios e contribuíram para o estabelecimento de condições reacionais e operacionais para a produção enzimática de ésteres com potencial uso como lubrificantes, tanto em regime descontínuo como contínuo utilizando óleo de palmiste e álcoois e misturas de álcoois superiores. / Biolubricants have progressively increased their importance on oil-based lubricants due to stringent government regulations, the depletion of oil reserves and especially the high impact and toxic effect of petrochemical oils on the environment. Natural fatty acid alkyl esters can be used as biolubricants and are obtained by transesterification of triacylglycerols with higher alcohols. The enzymatic transesterification of oils with methyl and ethyl alcohols is a much-studied process for the production of biodiesel. However, other esters may be obtained using higher chain acyl acceptors such as butyl and isoamyl alcohols or mixtures thereof as the fusel oil, resulting from the production of bioethanol. In this context, the present thesis aimed to obtain esters with lubricating potential by enzymatic transesterification of palm kernel oil with higher alcohols. Transesterification runs were performed under batch mode (stirred reactor) and continuous flow (packed bed reactor) using as biocatalysts the lipases from Burkholderia cepacia and Pseudomonas fluorescens immobilized on hybrid matrixes SiO2-?CD and SiO2-HEC at 45 °C. The effects of oil to ethyl, butyl, isoamyl alcohol and synthetic fusel oil (1: 4 to 1:12) molar ratios, batch reaction times (24h to 72h) and special times (4 to 14 h) were tested in the conversion, productivity and quality of final esters. The results showed good lipase performance and 100% bulk conversions were achieved. However, it was possible to observe the effect of the acyl acceptor chain on the required excess and on the reaction time, obtaining the best results for batch process with molar ratios of 1: 6 and 72 h for ethyl alcohol, 1: 6 and 48 h for butyl, 1: 4 and 48 h for isoamyl alcohol and synthetic fusel oil. In general terms, better productivities were obtained under continuous flow, particularly with isoamyl alcohol and fusel oil (111.10 and 130.18 mg of ester.g catalyst-1.h-1). Regarding the product quality, low monoacylglycerol contents (<=1% ) and absence of diacylglycerols were found in products obtained under the best reaction conditions. The kinematic viscosities at 40 °C confirmed the high degree of transesterification of palm kernel oil by modifying its initial viscosity from 30.13 mm2 s -1 to a value in the range of 3 to 6 mm2 s -1, the viscosity index between 114 and 150 and an oxidative stability (induction period) between 22 and 37 min (9 and 20 h, Rancimat method). The results obtained were very satisfactory and contributed to the establishment of reactional and operational conditions for the enzymatic production of esters with potential use as lubricants both in discontinuous and continuous flow mode using palm kernel oil and alcohols and mixtures of higher alcohols.

Os biolubrificantes têm incrementado progressivamente a sua importância sobre os lubrificantes derivados do petróleo devido às rigorosas regulamentações governamentais, o esgotamento das reservas de petróleo e especialmente pelo alto impacto e efeito tóxico dos óleos petroquímicos no ambiente. Os ésteres de óleos naturais podem ser usados como biolubrificantes e são obtidos por transesterificação dos triacilgliceróis com álcoois superiores. A transesterificação enzimática de óleos com álcoois metílico e etílico é um processo muito estudado para a produção de biodiesel, porém outros ésteres podem ser obtidos a partir de aceptores de acila de tamanho de cadeias carbônicas maiores, tais como os álcoois butílico e isoamílico ou misturas de diversos álcoois como o subproduto resultante destilação do bioetanol (óleo fúsel). Neste contexto, o presente trabalho de tese teve como objetivo a obtenção de ésteres com potencial lubrificante por transesterificação enzimática de óleo de palmiste com álcoois superiores. Os ensaios foram efetuados em regime descontínuo (reator de tanque agitado) e em regime contínuo (reator de leito empacotado) utilizando como biocatalisadores as lipases de Burkholderia cepacia e Pseudomonas fluorescens imobilizadas em suportes híbridos de SiO2-?CD e SiO2-HEC numa temperatura fixa de 45°C. Foram testados os efeitos da razão molar óleo: álcool etílico, butílico, isoamílico e óleo fúsel simulado (mistura de álcoois) (1:4 a 1:12), tempos de reação em batelada (24h a 72h) e tempos espaciais em fluxo contínuo (4 a 14h) na conversão, produtividade e a qualidade dos ésteres. Os resultados mostraram bom desempenho das lipases e conversões totais foram alcançadas. No entanto, foi possível observar o efeito do tamanho da cadeia do aceptor de acila, no excesso requerido e no tempo de reação, obtendo-se os melhores resultados para o processo descontínuo com razões molares de 1:6 e 72h para álcool etílico, 1:6 e 48h para ésteres butílicos, 1:4 e 48h para álcool isomílico e óleo fúsel simulado. No processo contínuo, o melhor desempenho foi determinado para razões molares de 1:8 e tempo espacial de 10h para etanol, 1:6 e 8h para butanol, 1:4 com 6h e 8h para isoamílico e óleo fúsel simulado, respectivamente. Em termos gerais, produtividades mais elevadas foram atingidas em regime de fluxo contínuo e especificamente com álcool de isoamila e óleo fúsel (111,10 e 130,18 mg de éster.gcatalisador-1.h-1). Com relação à qualidade dos produtos obtidos nas reações que forneceram elevadas conversões foi constatado baixos teores de monoacilgliceróis (<=1%) e ausência de diacilgliceróis. As viscosidades cinemáticas a 40 °C, confirmaram o elevado grau de transesterificação do óleo de palmiste modificando a viscosidade inicial do óleo de 30,13 mm2.s-1 para valores na faixa entre 3 a 6 mm2.s-1. O índice de viscosidade variou entre 114 e 150 e a estabilidade oxidativa (período de indução) entre 22 e 37 min (9 e 20 h, método Rancimat). Os resultados obtidos foram bastante satisfatórios e contribuíram para o estabelecimento de condições reacionais e operacionais para a produção enzimática de ésteres com potencial uso como lubrificantes, tanto em regime descontínuo como contínuo utilizando óleo de palmiste e álcoois e misturas de álcoois superiores. / Biolubricants have progressively increased their importance on oil-based lubricants due to stringent government regulations, the depletion of oil reserves and especially the high impact and toxic effect of petrochemical oils on the environment. Natural fatty acid alkyl esters can be used as biolubricants and are obtained by transesterification of triacylglycerols with higher alcohols. The enzymatic transesterification of oils with methyl and ethyl alcohols is a much-studied process for the production of biodiesel. However, other esters may be obtained using higher chain acyl acceptors such as butyl and isoamyl alcohols or mixtures thereof as the fusel oil, resulting from the production of bioethanol. In this context, the present thesis aimed to obtain esters with lubricating potential by enzymatic transesterification of palm kernel oil with higher alcohols. Transesterification runs were performed under batch mode (stirred reactor) and continuous flow (packed bed reactor) using as biocatalysts the lipases from Burkholderia cepacia and Pseudomonas fluorescens immobilized on hybrid matrixes SiO2-?CD and SiO2-HEC at 45 °C. The effects of oil to ethyl, butyl, isoamyl alcohol and synthetic fusel oil (1: 4 to 1:12) molar ratios, batch reaction times (24h to 72h) and special times (4 to 14 h) were tested in the conversion, productivity and quality of final esters. The results showed good lipase performance and 100% bulk conversions were achieved. However, it was possible to observe the effect of the acyl acceptor chain on the required excess and on the reaction time, obtaining the best results for batch process with molar ratios of 1: 6 and 72 h for ethyl alcohol, 1: 6 and 48 h for butyl, 1: 4 and 48 h for isoamyl alcohol and synthetic fusel oil. In general terms, better productivities were obtained under continuous flow, particularly with isoamyl alcohol and fusel oil (111.10 and 130.18 mg of ester.g catalyst-1.h-1). Regarding the product quality, low monoacylglycerol contents (<=1% ) and absence of diacylglycerols were found in products obtained under the best reaction conditions. The kinematic viscosities at 40 °C confirmed the high degree of transesterification of palm kernel oil by modifying its initial viscosity from 30.13 mm2 s -1 to a value in the range of 3 to 6 mm2 s -1, the viscosity index between 114 and 150 and an oxidative stability (induction period) between 22 and 37 min (9 and 20 h, Rancimat method). The results obtained were very satisfactory and contributed to the establishment of reactional and operational conditions for the enzymatic production of esters with potential use as lubricants both in discontinuous and continuous flow mode using palm kernel oil and alcohols and mixtures of higher alcohols.

A eletroforese capilar (CE) é uma técnica poderosa de separação que explora as diferenças na mobilidade de espécies iônicas sob efeito do campo elétrico. Não permite, contudo, separação de misturas de moléculas neutras, possível mediante formação de complexos com carga, derivatização química ou cromatografia eletrocinética micelar (MEKC). A derivatização eletroquímica tem sido usada em combinação com HPLC, entre outras técnicas, mas não ainda com CE e para fins quantitativos, como proposto e demonstrado nesta dissertação, em que se enfoca, como sistemas modelo, álcoois primários de cadeia curta e se recorre a sistema em fluxo designado de EC-CE-C4D, que consiste de uma célula eletroquímica acoplada com equipamento de eletroforese capilar provido de detector de condutividade sem contato direto com os eletrodos. O sistema EC-CE-C4D, inicialmente concebido para efetuar pré-concentração e redissolução eletroquímica de metais seguida de separação eletroforética, possibilitou também o monitoramento de produtos com carga, formados em processos eletrocatalíticos, fato que inspirou a investigação da aplicabilidade, também do sistema à derivatização eletroquímica de analitos neutros em iônicos ou ionizáveis. Inicialmente, a oxidação de etanol foi avaliada por voltametria cíclica em eletrodos de ouro, paládio e platina policristalinos, nos meios ácido, neutro e alcalino. Maior formação de ácido acético se deu sobre platina em meio ácido (pH = 2,3). Entre os tampões avaliados por simulação (PeakMaster 5.1) para a separação dos carboxilatos, o TRIS/HCl (pH = 8,6) foi favorável em termos de resolução, rapidez e sensibilidade. Após a eletrooxidação da amostra sobre Pt a 1,6 V vs. Ag/AgCl por 60 s seguida de transferência de nanolitros dos produtos formados para o capilar por injeção hidrodinâmica, o meio ácido é trocado pelo tampão de corrida com auxílio de microbombas controladas por computador. A eficiência da conversão eletroquímica dos álcoois em carboxilatos, de 16% para etanol e propanol nas condições adotadas, apesar de não muito eficiente, proporcionou boa repetibilidade e limites de quantificação ao redor de 5 10-5 mol L-1 para etanol, 1-propanol, 1-butanol e 1-pentanol, ou seja, cerca de 20 vezes melhores que os reportados para MEKC. As curvas analíticas para os 4 álcoois apresentaram boa linearidade (R > 0,996) e a boa separação entre os picos permitindo determinações quantitativas simultâneas. Como exemplo de aplicação a amostras reais, demonstrou-se a determinação quantitativa de etanol em cerveja Pilsen convencional (teor alcoólico 4,5% vol.) e sem álcool (teor alcoólico <0,5% vol.), diluídas de 1000 vezes e 100 vezes, respectivamente. A repetibilidade das análises foi muito boa (~6% DPR, n = 40), indicando a estabilidade do sistema automático e ausência de envenenamento da superfície do eletrodo. Resultados ainda melhores foram obtidos utilizando 1-propanol como padrão interno para a determinação de etanol. Comparação dos resultados da dosagem alcoólica obtida com o sistema EC-CE-C4D e por CG-FID não apresentou diferença significativa utilizando um intervalo de confiança de 95 %, demonstrando a efetividade e concordância da nova combinação de técnicas. Este trabalho pioneiro, aliando derivatização eletroquímica com a eletroforese para a quantificação de espécies neutras, abre perspectivas de pesquisa não só para aprofundamento e otimização da análise de álcoois, como para a derivatização de outras espécies neutras na faixa de pH comum em CE, como aldeídos e açúcares. / Capillary electrophoresis (CE) is a powerful separation technique which exploits the differences in the mobility of ionic species under the effect of electric field. However, it does not allow the separation of mixtures of neutral molecules, and alternatives like formation of charged complexes, chemical derivatization and micellar electrokinetic chromatography (MEKC) have been proposed. Electrochemical derivatization has been combined before with HPLC, among other techniques, but not yet with CE and for quantitative purposes, as proposed and demonstrated in this Masters Thesis, focusing as model systems, short chain primary alcohols, using a flow system, designated EC-EC-C4D, composed of an electrochemical cell coupled with a capillary electrophoresis equipment provided with conductivity detector without direct contact with the electrodes. The EC-CE-C4D system, originally proposed to perform electrochemical pre-concentration and stripping of metals followed by electrophoretic separation, also enabled the monitoring of charged products formed in electrocatalytic processes, inspiring the application of the system to electrochemical derivatization of uncharged analytes into ionic or ionizable ones. Initially, the ethanol oxidation was evaluated by cyclic voltammetry on gold, palladium and platinum polycrystalline electrodes, in acid, neutral and alkaline medium. Larger formation of acetic acid was observed on platinum in acid medium (pH = 2.3). Among the buffers evaluated by simulation (PeakMaster 5.1) for separation of carboxylates, aiming to compromise between resolution, speed and sensitivity, TRIS / HCl (pH 8.6) was favorable. After the sample electrooxidation on Pt at 1.6 V vs. Ag/AgCl for 60 s is replaced automatically (by computer controlled micropumps) by running buffer, followed by the hydrodynamic injection into the capillary of products formed, the acid medium is replaced by running buffer with help of computer controlled micropumps. The efficiency of the electrochemical conversion of alcohols into carboxylates, 16% for ethanol and propanol at the given conditions, although not very efficient, but showed good repeatability and rendered quantification limits around 5 10-5 mol L-1 for ethanol, 1-propanol, 1-butanol and 1-pentanol the 4 alcohols, about 20 times better for MEKC. The analytical curves for the four alcohols, showed good linearity (r > 0.996) and the separation between peaks allowed simultaneous quantitative determinations. As an example of application to real samples, the quantitative determination of ethanol in Pilsen conventional beer (alcohol content 4.5% vol.) and non-alcoholic beer (alcohol content <0.5% vol.) was carried out after 1000-fold and 100 fold dilution, respectively. The repeatability of the analysis was very good (~6% RSD, n = 40), indicating the stability of the system and no poisoning of the electrode. Even better results were obtained using 1-propanol as an internal standard for the determination of ethanol. Comparison of results obtained with the CE-CE-C4D system and by GC-FID showed no significant difference for a confidence interval of 95%, demonstrating the effectiveness and consistency of the new combination of techniques. This proof of concept work of the combination of electrochemical derivatization with electrophoresis for quantification of neutral species opens perspectives not only for the optimization of the analysis of alcohols, but for research on the derivatization of other neutral species in the pH range typical for CE, like aldehydes and sugars.

Orientadores: Eduardo Augusto Caldas Batista, Antonio José de Almeida Meirelles / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Fauldade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-17T21:09:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fonseca_LucianaAparecidaAndradePreviato_M.pdf: 1748931 bytes, checksum: 613a144c2469dfa664248bafa33dc2ac (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: Dados de equilíbrio são úteis para o projeto e otimização de processos que envolvem separação de fases, como destilação e extração. Os álcoois superiores são subprodutos do processo de destilação relacionados com o aroma de bebidas alcoólicas e que, quando purificados podem agir como solvente. Esse estudo tem por objetivo a obtenção de dados isobáricos de Equilíbrio Líquido-Vapor (ELV) para sistemas binários e ternários envolvendo álcoois superiores. Dados de Equilíbrio Líquido-Vapor foram medidos para os sistemas binários compostos por 2-propanol/2-metil-1-butanol a 560 e 760 mmHg e para os sistemas ternários compostos por 2-propanol/1-butanol/3-metil-1-butanol e 2-propanol/2-metil-1-propanol/2-metil-1butanol, ambos a 760 mmHg. As medidas experimentais foram realizadas em ebuliômetro Fischer (VLE 602) e as composições das fases foram determinadas por cromatografia gasosa. A consistência termodinâmica dos dados de ELV binário P-T-x-y foi avaliada pelo teste de área e teste de van Ness-Fredenslund e os resultados comprovaram a boa qualidade dos dados de ELV determinados nesse trabalho. Os parâmetros de interação binária dos modelos NRTL, Wilson e UNIQUAC foram ajustados aos dados experimentais dos sistemas binários utilizando-se o software comercial Aspen Plus 12.1. Os resultados mostram uma boa descrição do ELV por esses modelos. Esses parâmetros foram ainda utilizados para descrever ELV dos sistemas ternários. Esses últimos resultados mostram uma boa concordância entre os dados experimentais e os calculados / Abstract: Equilibrium data are useful for design and optimization of processes involving phase separation, such as distillation and extraction. The higher alcohols are byproducts of the distillation process related to the flavor of alcoholic beverages and that when purified can act as a solvent. This study aims to obtain isobaric Vapor-Liquid Equilibrium (VLE) data for binary and ternary systems involving higher alcohols. Vapor Liquid Equilibrium were measured for the binary system composed by 2-propanol/2-methyl-1-butanol at 560 and 760 mmHg and for the ternary systems composed by 2-propanol/1-butanol/3-methyl-1-butanol and 2-propanol/2-methyl-1-propanol/2-methyl-1butanol, both at 760 mmHg. The experimental measurements were performed in a Fischer ebulliometer (VLE 602) and the phase compositions were determined by gas chromatography. Thermodynamic consistency of the VLE binary data P-T-x-y was evaluate by area test and van Ness-Fredenslund test and the results proved the good quality of the VLE data determined in this work. The binary interaction parameters of the NRTL, Wilson and UNIQUAC models were fitted to the experimental binary VLE data in the commercial software Aspen Plus 12.1. The results show a good description of the VLE data. These parameters were used to describe the VLE data for the ternary systems and the results show a good agreement between experimental and calculated data / Mestrado / Engenharia de Alimentos / Mestre em Engenharia de Alimentos

Orientador: Daniel Barrera-Arellano / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-06T15:39:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Gandra_KellyMoreira_M.pdf: 1137892 bytes, checksum: c62265ea73c74fcfb1668239f18a502a (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo:As ceras apresentam propriedades importantes para a utilização nas indústrias alimentícia, farmacêutica, química, cosmética, de limpeza e polimento. O conhecimento exato de suas características e componentes é essencial para sua aplicação. A cera de cana-de-açúcar (Saccharum officinarum) extraída da torta de filtro, um subproduto da indústria sucro-alcooleira, pode ser uma alternativa às ceras vegetais, animais e sintéticas. Sendo o Brasil o maior produtor de cana-deaçúcar e maior exportador de açúcar do mundo, a quantidade de torta de filtro disponível para a produção de cera é bastante elevada. O objetivo deste trabalho foi estudar os processos de obtenção e purificação da cera bruta de cana-deaçúcar para obter frações específicas e de melhor qualidade tecnológica. Os rendimentos da extração de tortas de filtro de cana orgânica e mista (aproximadamente 30% de cana queimada e 70% de cana não queimada) com hexano foram de 5,9 e 7,0% em cera bruta. As propriedades físico-químicas, térmicas e a composição em ácidos e álcoois graxos das ceras brutas não foram afetadas pela origem da torta. Os rendimentos do processo de purificação, utilizando-se o Método de Álcool Frio, foram de 57,8 a 63,8 % em cera purificada, 10,4 a 15,8% em cera dura e 25,2 a 25,4% em óleo. Para o processo de purificação empregando-se o Método de Álcool Quente, os rendimentos obtidos foram de 88,0 a 89,8% em cera mole e 9,2 a 11,2% em cera dura. As frações obtidas pelos dois processos (Álcool Frio e Álcool Quente) geraram frações com composição, características físico-químicas e propriedades térmicas diferentes, entretanto, independentes da origem da cera bruta (orgânica ou mista) e adequadas para diversas aplicações / Abstract: Waxes have important properties for use in food, cosmetic, pharmaceutical and chemical industries, and for cleaning and polishing applications. The accurate knowledge of their characteristics and components is essential for their application. Wax recovered from sugarcane (Saccharum officinarum) filter cake, a by-product of the sugar and alcohol industry, represents a potential alternative to vegetal, animal and synthetic waxes. Being Brazil the greatest of sugarcane producing and sugar exporting country, the amount of available filter cake for wax production is sufficiently high. The objective of this project was to study the extraction and fractionation process of crude sugarcane wax to obtain specific fractions of improved technological quality. Two types of filter cake (from organic and mixed (30% non-organic and 70% organic) sugarcane) were extracted with hexane and yielded 5.9 and 7% crude sugarcane wax, respectively. The physical-chemical properties and thermal and the fatty acids and alcohols composition of crude waxes was not affected by the origin of the filter cake. The yields of the purification process, using the Cold Alcohol Method, were of 57.8-63.8% purified wax, 10.4- 15.8% hard wax and 25.2-25.4% oil. For the purification process using the Hot Alcohol Method, the yields were of 88-89.8% soft wax and 9.2-11.2% hard wax. The fractions obtained by the two processes (Cold Alcohol and Hot Alcohol) had different compositions and thermal and physical-chemical properties physicistchemistries and, however, independent of the origin of the crude wax (organic or mixed) and adequate for diverse applications / Mestrado / Mestre em Tecnologia de Alimentos