a / Tese de mestrado integrado. Engenharia Química. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2008

Tese de mestrado. Engenharia do Ambiente. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2005

A fração volátil presente na cerveja desempenha um papel importante na composição das características de flavour. O flavour da cerveja é complexo e representa um balanço de compostos químicos introduzidos pelas matérias-primas ou formados durante o processo de fabricação e estocagem. A análise da fração volátil presente na cerveja torna-se então um ponto importante no controle de qualidade das cervejarias, pois estes compostos estão diretamente relacionados à percepção final do consumidor em relação ao produto. Microextração em fase sólida (SPME) apresenta-se com uma técnica de extração e préconcentração de voláteis, bastante eficaz e sensível para a detecção de analitos nesse tipo de matriz. O objetivo da presente dissertação foi de investigar o efeito do uso de adsorventes durante o processo de microextração em fase sólida de flavours de cerveja tipo Pilsen. A estratégia proposta consistiu em introduzir uma fase suplementar que influenciará a adsorção seletiva de determinados analitos, disponibilizando sítios de adsorção/absorção na fibra de SPME, e conseqüentemente vir a aumentar a sensibilidade da técnica. No presente estudo, adsorventes, dotados de diferentes características químicas (ácidas ou básicas) e propriedades texturais (área específica, tamanho e volume de poros) e morfológicas (materiais amorfos, cristalinos, esféricos, fibriformes) foram avaliados. Assim foram utilizados materiais amorfos, a saber sílica (pura, funcionalizada com organosilanos e dopada com metais), alumina, magnésia; e materiais cristalinos: zeólitas, matériais mesoporosos (MCM-41, SBA-14 e ITQ-12) e crisotila, em sua forma natural e lixiviada. O efeito desses adsorventes foi avaliado na pré-concentração dos seguintes analitos: acetato de isoamila; hexanoato de etila; álcool fenil etílico; octanoato de etila; acetato de 2-feniletila e decanoato de etila, utilizando a fibra DVB-CAR-PDMS. Sílicas, sintetizadas por várias rotas, mostraram desempenhar um efeito positivo, sobretudo, se funcionalizadas com organosilano. A competição e adsorção preferencial desses analitos por certas fases podem ser evidenciadas no caso de sílicas dopadas com metal (Ag e Cu) e zeólitas, onde a presença de sítios ácidos de Lewis deve promover a adsorção preferencial dos analitos investigados. Correlações entre área específica ou diâmetro de poros dos materiais e sinal do analito pré-concentrado na fibra de SPME puderam ser evidenciadas em alguns casos. / The volatile fraction of beer plays an important role for the composition of the flavour characteristics. The flavour of beer is complex and represents a balance among chemical compounds, which were introduced by the raw materials or generated during the production process or storage. The volatile fraction analysis is an important issue for quality control in brewery, since the presence of such compounds is directly bound to the final taste perceived by the consumers. Solid-phase microextraction (SPME) is efficient and sensible for the extraction and pre-concentration of volatiles in this kind of matrix. The present dissertation aims at investigating the effect of using adsorbents during the solid-phase microextraction process of flavours present in Pilsen beer. The proposed strategy consists in introducing a supplementary phase, which might influence on the selective adsorption of certain analytes, which in turn might engender more available sites on the SPME fiber. Therefore, an increase in sensibility for certain analytes is expected. In the present study, adsorbents, bearing different chemical characteristics (acid and basic sites), textural (surface area, pore volume and pore diameter) and morphological (amorphous materials, crystalline solids, spherical and fibriform materials) properties were evaluated. Thus, amorphous materials, namely silica (bare, chemically modified with organosilanes and doped with metals), alumina, magnesia; and crystalline materials: zeolites, mesoporous materials (MCM-41, SBA-15 and ITQ-2), and chrysotile (natural and leached) were employed. The effect of such adsorbents was evaluated in the pre-concentration of the following analytes: isoamyl acetate, ethyl hexanoate, ethyl octanoate, ethyl decanoate, phenylethyl alcohol and phenylethyl acetate, using DVB-CAR-PDMS fiber. Silica, synthesized by different routes, was shown to affect positively the detected signal, especially in the case of organosilane-modified silicas. Competition and preferential adsorption of such analytes onto some phases could be clearly evidenced in the case of silicas doped with metal (Ag and Cu) and of zeolites, in which the presence of Lewis acid sites might have promoted the preferential adsorption of the investigated analytes. Correlations between surface area or pore diameter of the materials and the analyte pre-concentrated amount on the SPME fiber were observed.

A fração volátil presente na cerveja desempenha um papel importante na composição das características de flavour. O flavour da cerveja é complexo e representa um balanço de compostos químicos introduzidos pelas matérias-primas ou formados durante o processo de fabricação e estocagem. A análise da fração volátil presente na cerveja torna-se então um ponto importante no controle de qualidade das cervejarias, pois estes compostos estão diretamente relacionados à percepção final do consumidor em relação ao produto. Microextração em fase sólida (SPME) apresenta-se com uma técnica de extração e préconcentração de voláteis, bastante eficaz e sensível para a detecção de analitos nesse tipo de matriz. O objetivo da presente dissertação foi de investigar o efeito do uso de adsorventes durante o processo de microextração em fase sólida de flavours de cerveja tipo Pilsen. A estratégia proposta consistiu em introduzir uma fase suplementar que influenciará a adsorção seletiva de determinados analitos, disponibilizando sítios de adsorção/absorção na fibra de SPME, e conseqüentemente vir a aumentar a sensibilidade da técnica. No presente estudo, adsorventes, dotados de diferentes características químicas (ácidas ou básicas) e propriedades texturais (área específica, tamanho e volume de poros) e morfológicas (materiais amorfos, cristalinos, esféricos, fibriformes) foram avaliados. Assim foram utilizados materiais amorfos, a saber sílica (pura, funcionalizada com organosilanos e dopada com metais), alumina, magnésia; e materiais cristalinos: zeólitas, matériais mesoporosos (MCM-41, SBA-14 e ITQ-12) e crisotila, em sua forma natural e lixiviada. O efeito desses adsorventes foi avaliado na pré-concentração dos seguintes analitos: acetato de isoamila; hexanoato de etila; álcool fenil etílico; octanoato de etila; acetato de 2-feniletila e decanoato de etila, utilizando a fibra DVB-CAR-PDMS. Sílicas, sintetizadas por várias rotas, mostraram desempenhar um efeito positivo, sobretudo, se funcionalizadas com organosilano. A competição e adsorção preferencial desses analitos por certas fases podem ser evidenciadas no caso de sílicas dopadas com metal (Ag e Cu) e zeólitas, onde a presença de sítios ácidos de Lewis deve promover a adsorção preferencial dos analitos investigados. Correlações entre área específica ou diâmetro de poros dos materiais e sinal do analito pré-concentrado na fibra de SPME puderam ser evidenciadas em alguns casos. / The volatile fraction of beer plays an important role for the composition of the flavour characteristics. The flavour of beer is complex and represents a balance among chemical compounds, which were introduced by the raw materials or generated during the production process or storage. The volatile fraction analysis is an important issue for quality control in brewery, since the presence of such compounds is directly bound to the final taste perceived by the consumers. Solid-phase microextraction (SPME) is efficient and sensible for the extraction and pre-concentration of volatiles in this kind of matrix. The present dissertation aims at investigating the effect of using adsorbents during the solid-phase microextraction process of flavours present in Pilsen beer. The proposed strategy consists in introducing a supplementary phase, which might influence on the selective adsorption of certain analytes, which in turn might engender more available sites on the SPME fiber. Therefore, an increase in sensibility for certain analytes is expected. In the present study, adsorbents, bearing different chemical characteristics (acid and basic sites), textural (surface area, pore volume and pore diameter) and morphological (amorphous materials, crystalline solids, spherical and fibriform materials) properties were evaluated. Thus, amorphous materials, namely silica (bare, chemically modified with organosilanes and doped with metals), alumina, magnesia; and crystalline materials: zeolites, mesoporous materials (MCM-41, SBA-15 and ITQ-2), and chrysotile (natural and leached) were employed. The effect of such adsorbents was evaluated in the pre-concentration of the following analytes: isoamyl acetate, ethyl hexanoate, ethyl octanoate, ethyl decanoate, phenylethyl alcohol and phenylethyl acetate, using DVB-CAR-PDMS fiber. Silica, synthesized by different routes, was shown to affect positively the detected signal, especially in the case of organosilane-modified silicas. Competition and preferential adsorption of such analytes onto some phases could be clearly evidenced in the case of silicas doped with metal (Ag and Cu) and of zeolites, in which the presence of Lewis acid sites might have promoted the preferential adsorption of the investigated analytes. Correlations between surface area or pore diameter of the materials and the analyte pre-concentrated amount on the SPME fiber were observed.

A fração volátil presente na cerveja desempenha um papel importante na composição das características de flavour. O flavour da cerveja é complexo e representa um balanço de compostos químicos introduzidos pelas matérias-primas ou formados durante o processo de fabricação e estocagem. A análise da fração volátil presente na cerveja torna-se então um ponto importante no controle de qualidade das cervejarias, pois estes compostos estão diretamente relacionados à percepção final do consumidor em relação ao produto. Microextração em fase sólida (SPME) apresenta-se com uma técnica de extração e préconcentração de voláteis, bastante eficaz e sensível para a detecção de analitos nesse tipo de matriz. O objetivo da presente dissertação foi de investigar o efeito do uso de adsorventes durante o processo de microextração em fase sólida de flavours de cerveja tipo Pilsen. A estratégia proposta consistiu em introduzir uma fase suplementar que influenciará a adsorção seletiva de determinados analitos, disponibilizando sítios de adsorção/absorção na fibra de SPME, e conseqüentemente vir a aumentar a sensibilidade da técnica. No presente estudo, adsorventes, dotados de diferentes características químicas (ácidas ou básicas) e propriedades texturais (área específica, tamanho e volume de poros) e morfológicas (materiais amorfos, cristalinos, esféricos, fibriformes) foram avaliados. Assim foram utilizados materiais amorfos, a saber sílica (pura, funcionalizada com organosilanos e dopada com metais), alumina, magnésia; e materiais cristalinos: zeólitas, matériais mesoporosos (MCM-41, SBA-14 e ITQ-12) e crisotila, em sua forma natural e lixiviada. O efeito desses adsorventes foi avaliado na pré-concentração dos seguintes analitos: acetato de isoamila; hexanoato de etila; álcool fenil etílico; octanoato de etila; acetato de 2-feniletila e decanoato de etila, utilizando a fibra DVB-CAR-PDMS. Sílicas, sintetizadas por várias rotas, mostraram desempenhar um efeito positivo, sobretudo, se funcionalizadas com organosilano. A competição e adsorção preferencial desses analitos por certas fases podem ser evidenciadas no caso de sílicas dopadas com metal (Ag e Cu) e zeólitas, onde a presença de sítios ácidos de Lewis deve promover a adsorção preferencial dos analitos investigados. Correlações entre área específica ou diâmetro de poros dos materiais e sinal do analito pré-concentrado na fibra de SPME puderam ser evidenciadas em alguns casos. / The volatile fraction of beer plays an important role for the composition of the flavour characteristics. The flavour of beer is complex and represents a balance among chemical compounds, which were introduced by the raw materials or generated during the production process or storage. The volatile fraction analysis is an important issue for quality control in brewery, since the presence of such compounds is directly bound to the final taste perceived by the consumers. Solid-phase microextraction (SPME) is efficient and sensible for the extraction and pre-concentration of volatiles in this kind of matrix. The present dissertation aims at investigating the effect of using adsorbents during the solid-phase microextraction process of flavours present in Pilsen beer. The proposed strategy consists in introducing a supplementary phase, which might influence on the selective adsorption of certain analytes, which in turn might engender more available sites on the SPME fiber. Therefore, an increase in sensibility for certain analytes is expected. In the present study, adsorbents, bearing different chemical characteristics (acid and basic sites), textural (surface area, pore volume and pore diameter) and morphological (amorphous materials, crystalline solids, spherical and fibriform materials) properties were evaluated. Thus, amorphous materials, namely silica (bare, chemically modified with organosilanes and doped with metals), alumina, magnesia; and crystalline materials: zeolites, mesoporous materials (MCM-41, SBA-15 and ITQ-2), and chrysotile (natural and leached) were employed. The effect of such adsorbents was evaluated in the pre-concentration of the following analytes: isoamyl acetate, ethyl hexanoate, ethyl octanoate, ethyl decanoate, phenylethyl alcohol and phenylethyl acetate, using DVB-CAR-PDMS fiber. Silica, synthesized by different routes, was shown to affect positively the detected signal, especially in the case of organosilane-modified silicas. Competition and preferential adsorption of such analytes onto some phases could be clearly evidenced in the case of silicas doped with metal (Ag and Cu) and of zeolites, in which the presence of Lewis acid sites might have promoted the preferential adsorption of the investigated analytes. Correlations between surface area or pore diameter of the materials and the analyte pre-concentrated amount on the SPME fiber were observed.

Made available in DSpace on 2014-06-12T18:05:37Z (GMT). No. of bitstreams: 2 arquivo2853_1.pdf: 2443566 bytes, checksum: d6ed6dee905f6a514461997814f79f7b (MD5) license.txt: 1748 bytes, checksum: 8a4605be74aa9ea9d79846c1fba20a33 (MD5) Previous issue date: 2011 / Agência Nacional do Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis / A necessidade de reduzir a poluição atmosférica e diminuir o impacto ambiental ocasionado pelas tecnologias modernas é hoje uma das principais preocupações da dos países. Dentre os diversos poluentes atmosféricos, o dióxido de enxofre tem recebido atenção especial devido á severidade dos seus efeitos nocivos as pessoas, animais, vegetações e construções. Este contaminante encontra-se presente em componentes derivados do petróleo, como gasolina e diesel. A qualidade do ar e os conceitos de desenvolvimento sustentável têm referenciado as regulamentações de emissões veiculares. Agências de proteção ambiental são levadas a tornar mais restritas as especificações de derivados de petróleo anunciando novas legislações para reduzir o nível de enxofre nos combustíveis. O principal processo de remoção de enxofre na indústria de refino de petróleo a remoção do enxofre é feita pela hidrodessulfurização, com elevado custo, requer condições severas de reação. O desenvolvimento de novos processos para a remoção de compostos sulfurados dos combustíveis que vêm sendo estudados são os processos de adsorção que têm apresentados vantagens tanto da parte de custos como de seletividade, utilizando diversos materiais adsorventes como zeolitas e carvões. O objetivo deste trabalho é estudar as interações do tiofeno e propanotiol, compostos sulfurados, e a zeolita NaY, através de Modelagens Moleculares baseadas em métodos de química quântica ONIOM. A interação preferencial, para o tiofeno, ocorre entre o sistema de elétrons π com o cátion sódio, enquanto para o propanotiol, a interação se dá entre o enxofre e o cátion sódio, além da formação de ligação de hidrogênio SH-O. A obtenção de energias de adsorção adequadas requer pelo menos que três tetraedros sejam tratados quanticamente próximos ao adsorvato e que o ambiente cristalino seja descrito por pelo menos 38 tetraedros e a equalização da eletronegatividade seja utilizada para determinar as cargas dos átomos da região clássica

No presente estudo, a capacidade de adsorventes potenciais (sílica, alumina, carvão, crisotila nativa e tratada) frente à adsorção de acetona em cicloexano foi avaliada segundo modelo de Langmuir e Freundlich. Nestes sistemas observa-se que o modelo de Langmuir é o que melhor representa o sistema, apontando para uma adsorção química em monocamada, onde carvão seria o adsorvente com a maior capacidade de interação, seguido por alumina, sílica, crisotila tratada e nativa. Os adsorventes foram caracterizados através de técnicas de Análise porosimétrica (adsorção de nitrogênio), Difração de Raios-X (XRD), Espectroscopia molecular de Infravermelho (FT-IR e DRIFTS), Microscopia Eletrônica de Varredura com Análise de Raios-X em Dispersão de Energia (SEM-EDX), onde se observaram as peculiaridades de cada adsorvente.Nas reações de polimerização que visaram avaliar os adsorventes modificados com metal (sílica, crisotila nativa e tratada), observou-se que para sistemas suportados, os melhores resultados de polimerização – maiores atividades- ocorreram quando a sílica foi dopada com 10% de metal, independente do metal utilizado. Para o mesmo catalisador, tanto a crisotila tratada, quanto à nativa mostraram-se mais eficientes quando dopadas com 50% de metal. A eficiência na utilização da técnica de Micro-Extração em fase sólida (SPME) em nosso sistema foi comprovada visto que os limites de detecção foram bastante baixos, possibilitando a avaliação da capacidade de retenção de acetona pelo adsorvente. / In the present study, the capacity of potential adsorbents (silica, alumina, coal, native and treated chrysotile) front the adsorption of acetone in cyclohexane was evaluated according to Langmuir and Freundlich models. In these systems Langmuir model represents better the system, represented a chemical monolayer adsorption, where coal would be bigger adsorption capacity, followed by alumina, treated chrysotile, silica and native chrysotile. The adsorbents characterized through porosimetry Analysis (nitrogen adsorption), X-Ray Diffraction (XRD), Fourier Infrared Spectroscopy (FT-IR and DRIFTS), Spectroscopy Electronic Microscopy in Energy Dispersion X-Ray (SEMEDX) techniques, where was observed the adsorbents peculiarities. In polymerization reactions was evaluated the metal modified adsorbents (silica, native and treated chrysotile), it was observed that supported systems, the betters polymerization results - bigger activities had occurred when silica was doped with 10% metal, independent of metal used. For same catalytic, as treated chrysotile, as long native chrysotile revealed better efficient when doped with 50% metal. The efficiency in use of Solid-phase microextraction (SPME) technique in our system was proved with the low limits of detention, becoming possible the evaluation of acetone capacity of adsorbent retention.

Tese de mestrado. Engenharia do Ambiente (ramo de Tratamento de Águas e Águas Residuais). Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2009

No presente estudo, a capacidade de adsorventes potenciais (sílica, alumina, carvão, crisotila nativa e tratada) frente à adsorção de acetona em cicloexano foi avaliada segundo modelo de Langmuir e Freundlich. Nestes sistemas observa-se que o modelo de Langmuir é o que melhor representa o sistema, apontando para uma adsorção química em monocamada, onde carvão seria o adsorvente com a maior capacidade de interação, seguido por alumina, sílica, crisotila tratada e nativa. Os adsorventes foram caracterizados através de técnicas de Análise porosimétrica (adsorção de nitrogênio), Difração de Raios-X (XRD), Espectroscopia molecular de Infravermelho (FT-IR e DRIFTS), Microscopia Eletrônica de Varredura com Análise de Raios-X em Dispersão de Energia (SEM-EDX), onde se observaram as peculiaridades de cada adsorvente.Nas reações de polimerização que visaram avaliar os adsorventes modificados com metal (sílica, crisotila nativa e tratada), observou-se que para sistemas suportados, os melhores resultados de polimerização – maiores atividades- ocorreram quando a sílica foi dopada com 10% de metal, independente do metal utilizado. Para o mesmo catalisador, tanto a crisotila tratada, quanto à nativa mostraram-se mais eficientes quando dopadas com 50% de metal. A eficiência na utilização da técnica de Micro-Extração em fase sólida (SPME) em nosso sistema foi comprovada visto que os limites de detecção foram bastante baixos, possibilitando a avaliação da capacidade de retenção de acetona pelo adsorvente. / In the present study, the capacity of potential adsorbents (silica, alumina, coal, native and treated chrysotile) front the adsorption of acetone in cyclohexane was evaluated according to Langmuir and Freundlich models. In these systems Langmuir model represents better the system, represented a chemical monolayer adsorption, where coal would be bigger adsorption capacity, followed by alumina, treated chrysotile, silica and native chrysotile. The adsorbents characterized through porosimetry Analysis (nitrogen adsorption), X-Ray Diffraction (XRD), Fourier Infrared Spectroscopy (FT-IR and DRIFTS), Spectroscopy Electronic Microscopy in Energy Dispersion X-Ray (SEMEDX) techniques, where was observed the adsorbents peculiarities. In polymerization reactions was evaluated the metal modified adsorbents (silica, native and treated chrysotile), it was observed that supported systems, the betters polymerization results - bigger activities had occurred when silica was doped with 10% metal, independent of metal used. For same catalytic, as treated chrysotile, as long native chrysotile revealed better efficient when doped with 50% metal. The efficiency in use of Solid-phase microextraction (SPME) technique in our system was proved with the low limits of detention, becoming possible the evaluation of acetone capacity of adsorbent retention.

No presente estudo, a capacidade de adsorventes potenciais (sílica, alumina, carvão, crisotila nativa e tratada) frente à adsorção de acetona em cicloexano foi avaliada segundo modelo de Langmuir e Freundlich. Nestes sistemas observa-se que o modelo de Langmuir é o que melhor representa o sistema, apontando para uma adsorção química em monocamada, onde carvão seria o adsorvente com a maior capacidade de interação, seguido por alumina, sílica, crisotila tratada e nativa. Os adsorventes foram caracterizados através de técnicas de Análise porosimétrica (adsorção de nitrogênio), Difração de Raios-X (XRD), Espectroscopia molecular de Infravermelho (FT-IR e DRIFTS), Microscopia Eletrônica de Varredura com Análise de Raios-X em Dispersão de Energia (SEM-EDX), onde se observaram as peculiaridades de cada adsorvente.Nas reações de polimerização que visaram avaliar os adsorventes modificados com metal (sílica, crisotila nativa e tratada), observou-se que para sistemas suportados, os melhores resultados de polimerização – maiores atividades- ocorreram quando a sílica foi dopada com 10% de metal, independente do metal utilizado. Para o mesmo catalisador, tanto a crisotila tratada, quanto à nativa mostraram-se mais eficientes quando dopadas com 50% de metal. A eficiência na utilização da técnica de Micro-Extração em fase sólida (SPME) em nosso sistema foi comprovada visto que os limites de detecção foram bastante baixos, possibilitando a avaliação da capacidade de retenção de acetona pelo adsorvente. / In the present study, the capacity of potential adsorbents (silica, alumina, coal, native and treated chrysotile) front the adsorption of acetone in cyclohexane was evaluated according to Langmuir and Freundlich models. In these systems Langmuir model represents better the system, represented a chemical monolayer adsorption, where coal would be bigger adsorption capacity, followed by alumina, treated chrysotile, silica and native chrysotile. The adsorbents characterized through porosimetry Analysis (nitrogen adsorption), X-Ray Diffraction (XRD), Fourier Infrared Spectroscopy (FT-IR and DRIFTS), Spectroscopy Electronic Microscopy in Energy Dispersion X-Ray (SEMEDX) techniques, where was observed the adsorbents peculiarities. In polymerization reactions was evaluated the metal modified adsorbents (silica, native and treated chrysotile), it was observed that supported systems, the betters polymerization results - bigger activities had occurred when silica was doped with 10% metal, independent of metal used. For same catalytic, as treated chrysotile, as long native chrysotile revealed better efficient when doped with 50% metal. The efficiency in use of Solid-phase microextraction (SPME) technique in our system was proved with the low limits of detention, becoming possible the evaluation of acetone capacity of adsorbent retention.