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Modificação de biodiesel de soja para produção de aditivo com atividade biológica

Ramalho, Hugo de Farias 15 December 2015 (has links)
Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, Programa de Pós-Graduação em Tecnologias Química e Biológica, 2015. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-08-15T18:28:43Z No. of bitstreams: 1 2015_HugodeFariasRamalho.pdf: 1474843 bytes, checksum: 189514555c51d02f2d8b1c7e76c85142 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-08-25T17:28:45Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_HugodeFariasRamalho.pdf: 1474843 bytes, checksum: 189514555c51d02f2d8b1c7e76c85142 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-08-25T17:28:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_HugodeFariasRamalho.pdf: 1474843 bytes, checksum: 189514555c51d02f2d8b1c7e76c85142 (MD5) / Neste trabalho foi empregado um sistema bifásico utilizando o líquido iônico 1-butil-3-metilimidazólio para as reações de hidroformilação-condensação com n-butilamina utilizando o complexo HRhCO(PPh3)3 como precursor catalítico para modificação de biodiesel de soja. Utilizando um excesso do ligante PPh3, a presença do líquido iônico aumentou a seletividade para a formação de imina quando comparada com a reação realizada em condições similares, mas em meio homogêneo. O rendimento para imina alcançou 75% após 24 h. Por outro lado, na ausência de um excesso de PPh3, o uso do líquido iônico teve efeito contrário para a reação, de forma que a seletividade para imina diminuiu. Este resultado foi atribuído à formação de carbenos N-heterocíclicos que se coordenam com o Rh para formar espécies catalíticas ativas para reações paralelas e/ou consecutivas. Quando um excesso de PPh3 é usado, ele impede a coordenação dos carbenos, mantendo o Rh na forma de complexo ativo para a hidroformilação. Os produtos nitrogenados obtidos apresentaram excelente atividade antimicrobiana contra fungos e bactérias comumente presentes em tanques de armazenamento de combustível. / A biphasic catalytic system using the ionic liquid 1-butyl-3-methylimidazolium hexafluorophosphate was employed for tandem hydroformylation-amine condensation reactions of soybean biodiesel using HRhCO(PPh3)3 as the catalyst precursor and n-butylamine. When a tenfold excess of the ligand PPh3was employed, the presence of the ionic liquid increased the selectivity for imine if compared to the reaction carried out under similar conditions, but in homogeneous media. The yield for imine reached 75% after 24 h. On the other hand, in the absence of a PPh3 excess, the effect of using the ionic liquid was opposite and the selectivity for imine decreased. This supposedly occurred due to the generation of N-heterocyclic carbenes, which would coordinate to Rh to form species active for parallel and/or consecutive reactions. When an excess PPh3 is used, it suppresses the carbenes coordination, maintaining the Rh complex in a form active for hydroformylation. The obtained imine products presented remarkable antimicrobial activity towards a set of fungi and bacteria commonly present in fuel storage tanks.
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Avaliação dos processos Fenton e foto-Fenton no tratamento da água de lavagem do biodiesel de soja / Evaluation of Fenton and foto-Fenton processes in treatment of soybean biodiesel wastewater

Brito, Gabriel Ferreira da Silva 09 December 2015 (has links)
Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, Programa de Pós-Graduação em Química, 2015. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-04-08T19:23:26Z No. of bitstreams: 1 2015_GabrielFerreiradaSilvaBrito.pdf: 1570431 bytes, checksum: 3c70ee2798874853f1aa56156eb0b454 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-04-12T20:12:37Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_GabrielFerreiradaSilvaBrito.pdf: 1570431 bytes, checksum: 3c70ee2798874853f1aa56156eb0b454 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-12T20:12:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_GabrielFerreiradaSilvaBrito.pdf: 1570431 bytes, checksum: 3c70ee2798874853f1aa56156eb0b454 (MD5) / O processo de produção do biodiesel merece atenção quanto à geração de resíduos. A etapa de purificação do biodiesel é geradora de grandes volumes de água de lavagem, numa proporção de até 1:3 biodiesel:água de lavagem. Considerando o crescimento atual na produção de biodiesel e consequentemente o volume gerado da água de lavagem, é de grande importância o eficiente tratamento deste resíduo impedindo que ele chegue aos corpos hídricos na sua forma bruta. Devido ao seu baixo custo e elevada taxa de degradação de compostos orgânicos em soluções aquosas, os processos oxidativos avançados Fenton e foto-Fenton apresentam-se como boas alternativas para o tratamento da água de lavagem do biodiesel e, por este motivo foram avaliados neste trabalho. As amostras de água de lavagem foram obtidas em escala laboratorial e caracterizadas. Apresentaram teor de COT de 40700 ± 570 mg L-1; TOG de 2237 ± 204 mg L-1; DQO de 24210 ± 265 mg L-1 e valor de CL50 para o teste FET de 0,118 % em pH 7. Foram avaliadas as melhores concentrações de Fe(II) e H2O2 pelo processo Fenton, que foi realizado utilizando como fonte de ferro o FeSO4⋅7H2O, para obter uma concentração de Fe2+ de 20 mg L-1 e 250 μL de volume de peróxido de hidrogênio 30 % v/v adicionado a cada 15 min em 100 mL de amostra sob agitação constante, devido ao seu desempenho e menor impacto ambiental. O processo foto-Fenton foi realizado utilizando as mesmas concentrações para o Fenton, porém dentro de um reator caseiro sob irradiação de uma lâmpada de vapor de mercúrio de média pressão de potência de 125 W sem o bulbo. Para avaliar a influência da luz e do peróxido, os processos UV e UV/H2O2 também foram avaliados. Amostras foram coletadas periodicamente para avaliação do COT até 300 min para o Fenton e 480 min para os demais processos. O processo Fenton não reduziu de forma significativa os compostos orgânicos do resíduo e por esta razão foi descontinuado em 300 min. No entanto, no período de 480 min, nenhum processo foi suficiente para remover 100 % dos contaminantes orgânicos da água de lavagem. O foto-Fenton apresentou o melhor desempenho reduzindo 93,8 % do COT. Embora apresente remoção satisfatória do COT, o processo foto-Fenton não é suficiente para enquadrar o efluente, dentro do tempo proposto, na norma para lançamento de efluentes para águas salobras ou águas salinas (CONAMA 430/2011), nem tampouco reduzir a toxicidade do efluente, que aumenta após o tratamento. / Biodiesel production process need some attention of the residue generation. The purification step generate a lot amount of biodiesel wastewater up in a 1:3 biodiesel: wastewater proportion. Considering the current growth in biodiesel production and, consequently, the wastewater volume, the treatment of this residue is important to prevent that it get in a water bodies in raw form. Due his low cost and high organic compounds degradation rates, the advanced oxidation processes Fenton and photo-Fenton are good alternatives for the treatment of biodiesel wastewater and that is the reason why they were used in this work. Biodiesel wastewater samples were obtained in a laboratory scale and characterized by TOC (40700 ± 204 mg L-1), Oil & Grease (2237 ± 204 mg L-1), COD (24210 ± 265 mg L-1) and LC50 (0,118 % in pH 7) for the FET. The best concentration from Fe(II) and H2O2 were evaluated to Fenton process, that used FeSO4⋅7H2O as iron source to obtain a [Fe2+] = 20 mg L-1 and 250 μL of H2O2 30 % v/v add each 15 min in 100 mL of sample under constant stirring, due his performance and low environmental impact. Photo-Fenton process was carried out using same concentrations of Fenton but inside a homemade reactor under irradiation of a 125W mercury mid-pressure lamp without bulb. To evaluate the light and the peroxide influence, the processes UV and UV/H2O2 were carried out too. Samples were collected periodically until 300 min for Fenton and 480 min for the other processes for TOC measures. Fenton did not reduce significantly the organic compounds and for that reason was stopped in 300 min. However, no one reduce 100 % of organic contaminants of the biodiesel wastewater. The photo-Fenton showed the best performance and reduced approximately 93.2 % of COT, but was not enough to put the residue accord legislation (CONAMA 430/2011) and nor reduced the toxicity of effluent.
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Avaliação de ciclo de vida do carbono na queima de biodiesel à base de óleo de soja

Mendonça, Renata Maéry de Lima 19 April 2007 (has links)
Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2007. / Submitted by Aline Jacob (alinesjacob@hotmail.com) on 2010-01-12T22:29:45Z No. of bitstreams: 1 2007_RenataMaerydeLimaMendonca.pdf: 921021 bytes, checksum: 9f40ab9b990dab4c588481179a067121 (MD5) / Approved for entry into archive by Daniel Ribeiro(daniel@bce.unb.br) on 2010-01-12T23:27:54Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2007_RenataMaerydeLimaMendonca.pdf: 921021 bytes, checksum: 9f40ab9b990dab4c588481179a067121 (MD5) / Made available in DSpace on 2010-01-12T23:27:54Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2007_RenataMaerydeLimaMendonca.pdf: 921021 bytes, checksum: 9f40ab9b990dab4c588481179a067121 (MD5) Previous issue date: 2007-04-19 / A preocupação com o meio ambiente aliada à necessidade de crescimento econômico incessante torna inadiável o desenvolvimento sustentável: inovações tecnologias e a utilização cada vez maior de energia renovável, substituindo principalmente os combustíveis de origem fóssil, que são as maiores fontes de emissão de poluentes causadores do aquecimento global. Uma alternativa é o biodiesel, obtido pela transesterificação de um óleo vegetal com um álcool de cadeia curta. O trabalho realizado avaliou o balanço energético e de dióxido de carbono equivalente na produção e utilização do biodiesel à base de óleo de soja, utilizando o método de Avaliação de Ciclo de Vida (ACV) nesse sistema. A ACV é uma técnica para investigação de um produto, com todas as entradas e saídas pertinentes ao ciclo de vida abordado pelo estudo. Elaborou - se o sistema com auxílio da ferramenta GaBi, incluindo toda a produção agrícola da soja, a transesterificação utilizando etanol da cana de açúcar e a queima em motores diesel, comparando com a utilização de misturas com o óleo diesel e com o diesel puro. Os resultados mostraram que o ciclo de vida da produção e uso de biodiesel é completamente renovável dentro da fronteira analisada para o sistema, proporcionando maior absorção que produção de CO2 equivalente na utilização de 100% de biodiesel com razão de -1,124 ton de CO2 equivalente por cada 1 ton de biodiesel consumido. O óleo diesel apresentou emissão de 3,55 ton / ton de combustível consumido. A energia no ciclo resultou em um balanço equilibrado e consumo de 1,65 MJ por MJ de energia produzido. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT / The concern with the allied environment to the necessity of incessant economic growth getting no postpone. The sustainable development: innovations technologies and the use of renewable energy, mainly substituting fossil fuels. They are the biggest source of global warming emissions. An alternative is the biodiesel, gotten for the transesterification to a vegetal oil and a alcohol. The developed work has evaluating the energy and carbon dioxide balance about biodiesel production and use to engines diesel, using the method of Life Cycle Assessment (LCA). LCA is a technique for inquiry of a product, with all the pertinent inputs and outputs to the boarded life cycle for the study. The system was building with the tool GaBi, including all the agricultural production of the soybean, transesterification using ethanol and combustion in engines diesel, comparing with the use of mixtures with the oil diesel and pure diesel. The results had shown biodiesel like completely renewable for this system, the life cycle provide a carbon deficit, greater CO2 equivalent absorption in the production and using 100% of biodiesel, reason of – 1,24 ton of CO2 equivalent for each 1 ton of biodiesel consumed. The diesel oil shows emissions of 3,55 ton/ton of consumed fuel. The energy used in the cycle resulted in a equilibrate rocking to biodiesel and use of 1,65 MJ/MJ produced fuel.
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Uso de catalisadores platínicos na hidrogenação de biodiesel

Falcão, Yuri Henrique de Oliveira 28 June 2016 (has links)
Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, Programa de Pós-Graduação em Tecnologia Química e Biológica, 2016. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-08-12T19:18:20Z No. of bitstreams: 1 2016_YuriHenriquedeOliveiraFalcão.pdf: 1177296 bytes, checksum: 828f0addb6c7c97d6e407908f1785c3d (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-09-20T17:56:10Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2016_YuriHenriquedeOliveiraFalcão.pdf: 1177296 bytes, checksum: 828f0addb6c7c97d6e407908f1785c3d (MD5) / Made available in DSpace on 2016-09-20T17:56:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2016_YuriHenriquedeOliveiraFalcão.pdf: 1177296 bytes, checksum: 828f0addb6c7c97d6e407908f1785c3d (MD5) / Hoje há uma crescente demanda de biodiesel no Brasil, atrelado a isso há também uma forte demanda de combustíveis ecológicos que diminuam a emissão de carbono na atmosfera. Frente à inserção de biodiesel nos combustíveis há problemas relacionados a este, sendo um dos principais a sua estabilidade à oxidação, que normalmente é sanada por meio de aditivos antioxidantes que aumentam o custo deste combustível. Uma possível alternativa para o melhoramento das propriedades do biodiesel sem o emprego de aditivos é a hidrogenação seletiva. Neste trabalho foi estuda a hidrogenação de biodiesel de soja com catalisadores platínicos em suportes do tipo core-shell magnéticos, que facilitam a recuperação destes por meio de campos magnéticos e diminuem custos e perdas de material, os catalisadores são: Fe3O4@mSiO2@Pt e Fe3O4@mSiO2@Pt/Pd. Os catalisadores foram reutilizados 3 e 4 vezes, respectivamente, sem perda considerável de atividade. Para o catalisador Fe3O4@mSiO2@Pt a mistura de produtos hidrogenados continha um acréscimo de mais de 21% no teor de oleato de metila, gerando um produto com maior estabilidade oxidativa quando comparado com o biodiesel, isto sem comprometer consideravelmente as propriedades de viscosidade e ponto de fusão, também foi notada uma seletividade alta comparável à de trabalhos de hidrogenação com o emprego de solventes iônicos. Testes com solventes iônicos mostraram que estes influenciaram negativamente a reação, diminuindo a velocidade desta ou até impedindo que a reação acontecesse. Neste trabalho foi mostrada a aplicação de catalisadores magnéticos platínicos para o melhoramento do biodiesel por hidrogenação. ________________________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Nowadays there is an increasing demand for biodiesel in Brazil, there is also a strong demand for green fuels that decrease the carbon emissions to the atmosphere. This demand lead to the insertion of biodiesel in commercial diesel. However, there are problems related to this mixture, one of the most important is the decrease of the oxidative stability, which is normally solved by the use of antioxidants additives also increasing the cost of the final product. An alternative to the use of additives, in order to improve biodiesel's properties, is the selective hydrogenation of this fuel. The scope of this work is to study the hydrogenation of soy biodiesel employing a magnetic core-shell, platinum based catalysts, which can be retrieved by the use of magnetic fields, reducing the costs due to material loss. The catalysts are Fe3O4@mSiO2@Pt and Fe3O4@mSiO2@Pt/Pd. The catalysts were reused 3 and 4 times, respectively, without considerable loss of activity. The use of Fe3O4@mSiO2@Pt for hydrogenation, increased the level of methyl oleate in over 21% compared to raw biodiesel, resulting in a product with higher oxidative stability, without compromising the viscosity or melting point original properties, also was noted a high selectivity comparable to hydrogenation employing ionic solvents studies. Tests with ionic solvents showed that they influence the reaction in a negative way, decreasing the velocity or preventing the reaction. In this work is shown the applicability of platinum based magnetic catalysts for the improvement of biodiesel by hydrogenation.
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Avaliação da sustentabilidade do biodiesel de soja no Brasil

Medrano, Magaly Fonseca 11 1900 (has links)
Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Centro de Desenvolvimento Sustentável, 2007. / Submitted by wesley oliveira leite (leite.wesley@yahoo.com.br) on 2009-10-06T19:56:29Z No. of bitstreams: 1 Dissert_Magaly Medrano.pdf: 918099 bytes, checksum: 4b81f48ddcc2d12322306d31f612b1df (MD5) / Approved for entry into archive by Luanna Maia(luanna@bce.unb.br) on 2009-10-19T13:02:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissert_Magaly Medrano.pdf: 918099 bytes, checksum: 4b81f48ddcc2d12322306d31f612b1df (MD5) / Made available in DSpace on 2009-10-19T13:02:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissert_Magaly Medrano.pdf: 918099 bytes, checksum: 4b81f48ddcc2d12322306d31f612b1df (MD5) Previous issue date: 2007-11 / Na atualidade a produção atual do biodiesel no Brasil está sendo sustentada principalmente pela cultura da soja via metanol. Existe uma polêmica sobre si esta produção baseada nessa cultura contribuirá para desenvolver o país de maneira sustentável, tomando em consideração aspectos sociais, econômicos, ambientais e estratégicos. Por outro lado, os envolvidos no setor industrial agroenergético e os definidores de políticas públicas, estão interessados em substituir o metanol por etanol proveniente da cana-de-açúcar no processo produtivo de biodiesel. As razões são várias, econômicas, estratégicas e ambientais principalmente. Com a introdução das misturas obrigatórias no próximo ano, o país inicia uma nova fase em termos energéticos, desta maneira, o trabalho objetiva responder questões como o potencial de regionalização, logística, impactos ambientais decorrentes da produção de diversas misturas, geração de emprego e efeitos sobre a balança comercial dentre outros. Com base na exploração de dados e informações de entidades públicas e privadas conseguiram-se gerar dados primários que junto com os dados secundários ajudaram a vislumbrar se efetivamente a produção de biodiesel de soja visa à obtenção do desenvolvimento sustentável. A análise foi feita em quatorze estados, incluindo o Distrito Federal, o motivo da escolha destes estados foi o acesso e disponibilidade regional das matérias-primas (soja e cana-de-açúcar). Dentre os principais resultados alcançados podem-se mencionar primeiramente que basear a produção nacional de biodiesel em commodities como a soja,, geram um alto grau de instabilidade ao setor industrial de biodiesel; as possibilidades de gerar emprego e renda são mínimas; as misturas B2, B5 e B10 de soja não geram grandes benefícios ambientais em relação à quantidade de gases que são emitidos para atmosfera; o destino da glicerina decorrente dessas misturas está ainda sob análises e pesquisas e uma diminuição nas importações de diesel derivada da introdução das misturas obrigatórias geraria uma economia de divisas. ______________________________________________________________________________ ABSTRACT / Biodiesel production in Brazil is currently being sustained mainly by soybean cultivation, mixed with methanol. There is a discussion about the possibility of this soybean-based production can contribute to develop the country in a sustainable manner, taking into account social, economic, environmental and strategic aspects. On the other hand, all those related to agroenergy activities, including public policy makers, are interested in using ethanol derived from sugar cane, instead of methanol. There are economic, strategic and environmental reasons for this. With the introduction of biodiesel blends in 2008, the country begins a new stage of its energy history. In this way, the present text seeks to answer questions about the potential for productive regionalization, logistics, environmental impacts from different blends of production, creation of job and trade balance behavior. Based on the use of data and information arising from public and private entities, it was possible to obtain and create primary data that, joined with secondary data, allowed a glimpse about how effectively soybean biodiesel production is oriented towards sustainable development. The analysis was applied in 14 states, including the Federal District. The criteria for selecting these states was access to and regional availability of raw material (soybean and sugar cane). Some of the results reached by the study indicate that commodities such as soybean are highly dependent on the international market, affecting in this way biodiesel production; the possibilities of creating jobs are minimal; B2, B5 and B10 biodiesel blends do not minimize in significant levels the quantity of gases that are emitted to the atmosphere; the fate of glycerin generated from these blends is still being studied; and a possible reduction in imports arising from the introduction of the soybean biodiesel blends will help reduce foreign currency expenditures.
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Avaliação energético-ambiental de biocombustível aplicados a motores diesel

Noleto, Marcos Gonçalves 20 April 2011 (has links)
Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Faculdade de Tecnologia, Departamento de Engenharia Mecânica, 2011 / Submitted by Alaíde Gonçalves dos Santos (alaide@unb.br) on 2012-04-11T13:29:22Z No. of bitstreams: 1 2011_MarcosGonçalvesNoleto.pdf: 2944058 bytes, checksum: 792629bb9e31bac4ca06f09a696b87e6 (MD5) / Approved for entry into archive by Leila Fernandes (leilabiblio@yahoo.com.br) on 2012-04-12T12:28:50Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2011_MarcosGonçalvesNoleto.pdf: 2944058 bytes, checksum: 792629bb9e31bac4ca06f09a696b87e6 (MD5) / Made available in DSpace on 2012-04-12T12:28:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2011_MarcosGonçalvesNoleto.pdf: 2944058 bytes, checksum: 792629bb9e31bac4ca06f09a696b87e6 (MD5) / Nos dias de hoje, as avaliações energéticas experimentais e as avaliações ambientais são tratadas de forma separada. Buscando uma forma inovadora para redução de emissões de gases de efeito estufa, o estudo em questão apresenta uma integração dos dados energéticos obtidos experimentalmente com os dados ambientais obtidos pelo software GaBi 4 sobre biocombustíveis. Os combustíveis escolhidos para o estudo são: o óleo diesel (como padrão de referência do estudo), o óleo de soja puro e a mistura de óleo de soja e etanol (sendo uma alternativa ao ter dois biocombustíveis em sua composição). Os testes experimentais no motor diesel foram realizados e ao mesmo tempo os resultados ambientais foram obtidos. Com todos eles em mãos, criou-se um vínculo onde pôde-se cruzar os dados energéticos experimentais com os dados ambientais. Os resultados finais desse cruzamento mostraram que apesar do aumento de emissões e consumo específico dos biocombustíveis em relação aos combustíveis derivados do petróleo, a mistura de óleo de soja e etanol obteve os melhores resultados sob o aspecto de mudanças climáticas. No entanto, o óleo de soja obteve os melhores resultados sob a ótica de potenciais acidificação, eutrofização, toxicidade humana e terrestre. Para a obtenção de melhores resultados, propõe-se modificações no motor diesel e ao mesmo tempo novas metodologias de plantio ou até mesmo utilização de novas culturas para a obtenção dos biocombustíveis. _______________________________________________________________________________________ ABSTRACT / Nowadays, experimental energy assessments and environmental assessments are handled separately. Seeking an innovative way to reduce emissions of greenhouse gases, the study in question presents an integration of energy data obtained experimentally with the environmental data obtained by GaBi 4 software on biofuels. The fuel chosen for study are: the diesel (as a reference standard of the study), pure soybean oil and a mixture of soybean oil and ethanol (as an alternative to having two biofuels in your composition). Experimental tests were performed on the diesel engine while the environmental results were obtained. With all these, it created a link where we could cross the experimental energy data with environmental data. The final results of this cross showed that despite the increase in emissions and specific fuel consumption of biofuels compared to petroleum-based fuel, a mixture of soybean oil and ethanol showed better results in the aspect of climate change. However, soybean oil obtained the best results from the perspective of potential acidification, eutrophication, human toxicity and terrestrial. For best results, it is proposed modifications to the engine and at the same time new methods of cultivation or even utilization of new crops for the generation of biofuels.
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Edição de genes associados à produção de ácidos graxos em soja

Figueirêdo, Débora Torres Alves 10 March 2017 (has links)
Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Departamento de Biologia Celular, Instituto de Ciências Biológicas, Programa de Pós-Graduação em Biologia Molecular, 2017. / Submitted by Raquel Almeida (raquel.df13@gmail.com) on 2017-11-20T17:20:35Z No. of bitstreams: 1 2017_DéboraTorresAlvesFigueirêdo.pdf: 4567085 bytes, checksum: 600eeba09f3a09b99f18e33d26f7735c (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-11-28T18:25:24Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2017_DéboraTorresAlvesFigueirêdo.pdf: 4567085 bytes, checksum: 600eeba09f3a09b99f18e33d26f7735c (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-28T18:25:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2017_DéboraTorresAlvesFigueirêdo.pdf: 4567085 bytes, checksum: 600eeba09f3a09b99f18e33d26f7735c (MD5) Previous issue date: 2017-11-28 / A soja (Glycine max) é uma das principais comódites agrícola do mundo. Por conter um alto teor de óleo, a semente de soja é de grande interesse tanto para os programas de produção de biodiesel, como para a industria alimentícia. Sementes de soja apresentam um perfil de ácidos graxos composto principalmente de 13% de ácido palmítico (16:0), 4% de ácido esteárico (18:0), 18% de ácido oleico (18:1), 55% de ácido linoleico (18:2) e 10% de ácido linolênico (18:3). Assim, o óleo da semente de soja é rico em ácidos graxos poli-insaturados, o que contribui para a sua instabilidade oxidativa. Uma alternativa para o redução de teores de ácidos graxos poli-insaturados em semente de soja é a utilização da engenharia metabólica para diminuir a expressão dos genes FAD2. Durante a síntese dos ácidos graxos sabe-se que os genes FAD2-1A e FAD2-1B são importantes na conversão do óleo monoinsaturado (oleico) em óleo poli-insaturado (linoleico). Neste trabalho Transcription activator-like effector nucleases (TALENs) foram desenhados a fim de obter mutações nos genes FAD2-1A e FAD2- 1B utilizando um sítio-alvo conservado em ambos os genes. Três linhagens transgênicas de soja (57, 119 e 137) transformadas com os vetores TALEN, foram analisadas quanto ao seu perfil de óleos, mostrando aumento na concentração do óleo oleico (variação de 31-66%, contra 18% normalmente produzido pelo tipo selvagem). A região-alvo do TALEN foi sequenciada e deleções, inserções e mutações foram observadas, sendo também transmitidas para a próxima geração. Os genes da família FAD2 foram analisados como possíveis genes não alvos, já que os genes FAD2-1, FAD2-2, e FAD2-3 compartilham alta similaridade de sequências. Os candidatos não alvos apresentaram significativos índices de atividade do TALEN. Este trabalho foi importante para a consolidação da metodologia TALEN em plantas, e para avaliar os níveis de não alvo deste sistema. / Soybean is one of the most important agricultural commodities in the world. Because soybean seeds contain a high content of oil, they are of great interest as for biodiesel production programs as for the food industry. Soybean seeds have a fatty acid profile composed of 13% palmitic acid (16: 0), 4% stearic acid (18: 0), 18% oleic acid (18: 1), 55% linoleic acid (18 : 2) and 10% linolenic acid (18: 3). Thus, the soybean oil is rich in polyunsaturated fatty acids, which contributes to its oxidative instability. An alternative to reduce the levels of polyunsaturated fatty acids in soybean seeds is the use of metabolic engineering to reduce the FAD2 gene expression. During the synthesis of fatty acids it is known that FAD2-1A and FAD2-1B genes are important in the conversion of monounsaturated fats in polyunsaturated fats. In this work Transcription activator-like effector nucleases (TALENs) were designed in order to obtain mutations in FAD2-1A and FAD2-1B genes using a conserved target site in both genes. Three soybean lines (57, 119 and 137) transformed with TALEN vectors were analyzed, and the oil profile showed increases in oleic concentration (ranging from 31-66%, against 19% normally produced by the wild type). The target regions of TALEN were sequenced and deletions, insertions and mutations were observed, and mutations, which were also transmitted to the next generation. FAD2 gene family have been examined as possible off targets, since the genes FAD2-1, FAD2-2 and FAD2-3 sequences shares high similarity. The off-targets candidates were PCR amplified and their products were sequenced, showing significant off-target rates. This work was important for the consolidation of this system in plants, and to reevaluate its off-target range.
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Uso da calibração multivariada para a predição de propriedades físico-químicas de misturas de óleo de soja e biodiesel / Use of multivariate calibration for prediction of physicochemical properties of soybean oil - biodiesel blends

Juliana Verdan da Silva 08 January 2015 (has links)
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O objetivo deste trabalho foi estabelecer um modelo empregando-se ferramentas de regressão multivariada para a previsão do teor em ésteres metílicos e, simultaneamente, de propriedades físico-químicas de misturas de óleo de soja e biodiesel de soja. O modelo foi proposto a partir da correlação das propriedades de interesse com os espectros de reflectância total atenuada no infravermelho médio das misturas. Para a determinação dos teores de ésteres metílicos foi utilizada a cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC), podendo esta ser uma técnica alternativa aos método de referência que utilizam a cromatografia em fase gasosa (EN 14103 e EN 14105). As propriedades físico-químicas selecionadas foram índice de refração, massa específica e viscosidade. Para o estudo, foram preparadas 11 misturas com diferentes proporções de biodiesel de soja e de óleo de soja (0-100 % em massa de biodiesel de soja), em quintuplicata, totalizando 55 amostras. A região do infravermelho estudada foi a faixa de 3801 a 650 cm-1. Os espectros foram submetidos aos pré-tratamentos de correção de sinal multiplicativo (MSC) e, em seguida, à centralização na média (MC). As propriedades de interesse foram submetidas ao autoescalamento. Em seguida foi aplicada análise de componentes principais (PCA) com a finalidade de reduzir a dimensionalidade dos dados e detectar a presença de valores anômalos. Quando estes foram detectados, a amostra era descartada. Os dados originais foram submetidos ao algoritmo de Kennard-Stone dividindo-os em um conjunto de calibração, para a construção do modelo, e um conjunto de validação, para verificar a sua confiabilidade. Os resultados mostraram que o modelo proposto por PLS2 (Mínimos Quadrados Parciais) foi capaz de se ajustar bem os dados de índice de refração e de massa específica, podendo ser observado um comportamento aleatório dos erros, indicando a presença de homocedasticidade nos valores residuais, em outras palavras, o modelo construído apresentou uma capacidade de previsão para as propriedades de massa específica e índice de refração com 95% de confiança. A exatidão do modelo foi também avaliada através da estimativa dos parâmetros de regressão que são a inclinação e o intercepto pela Região Conjunta da Elipse de Confiança (EJCR). Os resultados confirmaram que o modelo MIR-PLS desenvolvido foi capaz de prever, simultaneamente, as propriedades índice de refração e massa específica. Para os teores de éteres metílicos determinados por HPLC, foi também desenvolvido um modelo MIR-PLS para correlacionar estes valores com os espectros de MIR, porém a qualidade do ajuste não foi tão boa. Apesar disso, foi possível mostrar que os dados podem ser modelados e correlacionados com os espectros de infravermelho utilizando calibração multivariada / In the present work, a model that uses multivariate regression tools was proposed to predict both contents of methyl esters and physical-chemical properties of soybean oil -soybean biodiesel blends. The model was proposed from the correlation of the properties of interest with the attenuated total reflectance infrared spectra of the samples (ATR/MID-FTIR). The composition of the blends (methyl esters content) was determined by high performance liquid chromatography (HPLC), which can be seen as an alternative technique to the standard reference methods based on gas chromatography (EN 14103 and EN 14105). The selected physicochemical properties were refractive index, density, and viscosity. For the study, 11 mixtures were prepared with different proportions of soybean biodiesel and soybean oil (0-100 % wt of soybean biodiesel) in five replications totalizing 55 samples. The infrared spectra were acquired in the range 3801-650 cm-1. The spectra were submitted to the multiplicative signal correction (MSC) and then to mean centering (MC) preprocessing. The properties of interest were submitted to auto scale. It was then applied principal component analysis (PCA) for the purpose of reducing the dimensionality of the data, and detected the presence of outliers. When the outliers were detected, the samples were discarded. The original data were submitted to Kennard-Stone algorithm dividing them into a calibration set to build the model and the validation to verify its reliability. The results showed that the model proposed by PLS2 (Partial Least Squares) was able to adjust well to the refractive index data and density, can be observed a random behavior of errors, indicating the presence of homoscedasticity in residual values, in other words, the constructed model presented a forecast of capacity for specific mass properties and refractive index with 95% confidence. The accuracy of the model was evaluated by estimating the regression parameters which are the slope and the intercept by EJCR (Joint Region Confidence Ellipse). The results confirmed that MIR-developed PLS model was able to predict both the refractive index and specific gravity properties. For contents of methyl esters via liquid chromatography the model showed a lower adjustment of the data. Nevertheless, it was possible to demonstrate that the results obtained from methyl esters by HPLC analytical method can be modeled and correlate them with infrared spectra using multivariate calibration
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Uso da calibração multivariada para a predição de propriedades físico-químicas de misturas de óleo de soja e biodiesel / Use of multivariate calibration for prediction of physicochemical properties of soybean oil - biodiesel blends

Juliana Verdan da Silva 08 January 2015 (has links)
Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / O objetivo deste trabalho foi estabelecer um modelo empregando-se ferramentas de regressão multivariada para a previsão do teor em ésteres metílicos e, simultaneamente, de propriedades físico-químicas de misturas de óleo de soja e biodiesel de soja. O modelo foi proposto a partir da correlação das propriedades de interesse com os espectros de reflectância total atenuada no infravermelho médio das misturas. Para a determinação dos teores de ésteres metílicos foi utilizada a cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC), podendo esta ser uma técnica alternativa aos método de referência que utilizam a cromatografia em fase gasosa (EN 14103 e EN 14105). As propriedades físico-químicas selecionadas foram índice de refração, massa específica e viscosidade. Para o estudo, foram preparadas 11 misturas com diferentes proporções de biodiesel de soja e de óleo de soja (0-100 % em massa de biodiesel de soja), em quintuplicata, totalizando 55 amostras. A região do infravermelho estudada foi a faixa de 3801 a 650 cm-1. Os espectros foram submetidos aos pré-tratamentos de correção de sinal multiplicativo (MSC) e, em seguida, à centralização na média (MC). As propriedades de interesse foram submetidas ao autoescalamento. Em seguida foi aplicada análise de componentes principais (PCA) com a finalidade de reduzir a dimensionalidade dos dados e detectar a presença de valores anômalos. Quando estes foram detectados, a amostra era descartada. Os dados originais foram submetidos ao algoritmo de Kennard-Stone dividindo-os em um conjunto de calibração, para a construção do modelo, e um conjunto de validação, para verificar a sua confiabilidade. Os resultados mostraram que o modelo proposto por PLS2 (Mínimos Quadrados Parciais) foi capaz de se ajustar bem os dados de índice de refração e de massa específica, podendo ser observado um comportamento aleatório dos erros, indicando a presença de homocedasticidade nos valores residuais, em outras palavras, o modelo construído apresentou uma capacidade de previsão para as propriedades de massa específica e índice de refração com 95% de confiança. A exatidão do modelo foi também avaliada através da estimativa dos parâmetros de regressão que são a inclinação e o intercepto pela Região Conjunta da Elipse de Confiança (EJCR). Os resultados confirmaram que o modelo MIR-PLS desenvolvido foi capaz de prever, simultaneamente, as propriedades índice de refração e massa específica. Para os teores de éteres metílicos determinados por HPLC, foi também desenvolvido um modelo MIR-PLS para correlacionar estes valores com os espectros de MIR, porém a qualidade do ajuste não foi tão boa. Apesar disso, foi possível mostrar que os dados podem ser modelados e correlacionados com os espectros de infravermelho utilizando calibração multivariada / In the present work, a model that uses multivariate regression tools was proposed to predict both contents of methyl esters and physical-chemical properties of soybean oil -soybean biodiesel blends. The model was proposed from the correlation of the properties of interest with the attenuated total reflectance infrared spectra of the samples (ATR/MID-FTIR). The composition of the blends (methyl esters content) was determined by high performance liquid chromatography (HPLC), which can be seen as an alternative technique to the standard reference methods based on gas chromatography (EN 14103 and EN 14105). The selected physicochemical properties were refractive index, density, and viscosity. For the study, 11 mixtures were prepared with different proportions of soybean biodiesel and soybean oil (0-100 % wt of soybean biodiesel) in five replications totalizing 55 samples. The infrared spectra were acquired in the range 3801-650 cm-1. The spectra were submitted to the multiplicative signal correction (MSC) and then to mean centering (MC) preprocessing. The properties of interest were submitted to auto scale. It was then applied principal component analysis (PCA) for the purpose of reducing the dimensionality of the data, and detected the presence of outliers. When the outliers were detected, the samples were discarded. The original data were submitted to Kennard-Stone algorithm dividing them into a calibration set to build the model and the validation to verify its reliability. The results showed that the model proposed by PLS2 (Partial Least Squares) was able to adjust well to the refractive index data and density, can be observed a random behavior of errors, indicating the presence of homoscedasticity in residual values, in other words, the constructed model presented a forecast of capacity for specific mass properties and refractive index with 95% confidence. The accuracy of the model was evaluated by estimating the regression parameters which are the slope and the intercept by EJCR (Joint Region Confidence Ellipse). The results confirmed that MIR-developed PLS model was able to predict both the refractive index and specific gravity properties. For contents of methyl esters via liquid chromatography the model showed a lower adjustment of the data. Nevertheless, it was possible to demonstrate that the results obtained from methyl esters by HPLC analytical method can be modeled and correlate them with infrared spectra using multivariate calibration

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