Made available in DSpace on 2015-05-14T13:21:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1641664 bytes, checksum: 2297ed83dbb662dd997823560f431967 (MD5) Previous issue date: 2011-08-09 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / A relevant aspect which affects the biodiesel quality deals with it s susceptibility to oxidation. This distinctive feature is due to the presence of carbon chains like those ones of esters of unsaturated fatty acids which composes biodiesel. As it is formed the composite of degradation diminishes the oxidative stability of esters. This control reveals needs in order it can evaluated the storage conditions and avoid undesirable processes of degradations. Therefore the present paper tried to evaluate the oxidative stability of soy biodiesel, obtained through methyl and ethyl routes via basic catalysis during a period of 12 months of storage under 43ºC. The monitoring of the oxidative process occurred through not accelerated (acidity index, kinematic viscosity and relative density) and accelerated (Rancimat, PDSC and PetroOxy). The physicochemical characterization pointed that analysed parameters were found within the established limits by ANP technical regulation, except oxidative stability indexes whose values were 3,58h and 3,88h to BMS and BEE, in this succession. Chemical composition analisysis related predominance of linoleic ester in both samples (43,8 % to BMS and 45,7 to the BES) and confirmed the transformation of fatty acids in esters. The acid indexes, in both samples, presented themselves within the maximal limit demanded by the in effects resolution, increasing considerably following months. Both viscosity and density aumented in a time function, however they did not exceed the established limit by ANP. Showed to be excellent direct correlation between the acid number, viscosity and density, and these with Rancimat. In the evaluation of oxidative process, using accelerated methods, BES presented more stable to oxidation than BMS. Presenting, at the end of storage, 0.83 h by Rancimat method, 18.7 and 17.6 min for PDSC end PetroOXY, respectively. / Um aspecto relevante que afeta a qualidade do biodiesel diz respeito à sua suscetibilidade à oxidação. Esta característica deve-se à presença de cadeias carbônicas, como as dos ésteres de ácidos graxos insaturados que compõem o biodiesel. À medida que se formam compostos de degradação diminui a estabilidade oxidativa dos ésteres. Esse controle se faz necessário para que se possam avaliar as condições de armazenamento e evitar processos indesejáveis de degradações. Portanto, o presente trabalho buscou avaliar a estabilidade oxidativa do biodiesel de soja, obtido através das rotas metílica e etílica, via catálise, básica durante um período de 12 meses de armazenamento a 43 °C. O acompanhamento do processo oxidativo deu-se através de métodos não acelerados (índice de acidez, viscosidade cinemática e densidade relativa) e acelerados (Rancimat, PDSC e PetroOxy). A caracterização físico-química indicou que os parâmetros analisados se encontraram dentro dos limites estabelecidos pelo regulamento técnico da ANP, com exceção do índice de estabilidade oxidativa cujos valores foram 3,58 e 3,88 h para o BMS e BES, nesta ordem. As análises da composição química relataram predominância do éster linoléico em ambas as amostras (43,8 % para o BMS e 45,7 para o BES) e confirmaram a transformação dos ácidos graxos em ésteres. Os índices de acidez, em ambas as amostras apresentaram-se dentro do limite máximo exigido pela resolução vigente, aumentando consideravelmente nos meses seguintes. Tanto a viscosidade quanto a densidade aumentaram em função do tempo, porém não excederam o limite estabelecido pela ANP. Evidenciou-se excelente correlação direta entre o índice de acidez, viscosidade e densidade, e destes com Rancimat. Na avaliação do processo oxidativo, por meio dos métodos acelerados, o BES apresentou-se mais estável à oxidação do que o BMS. Apresentando, no final do armazenamento, 0,83 h pelo método Rancimat, 18,7 e 17,6 min por PDSC e PetroOXY, respectivamente.

Nos últimos anos o principal desafio da humanidade foi a substituição total ou parcial dos combustíveis fósseis que são responsáveis pelas mudanças climáticas e contribuem para a formação dos gases do efeito estufa. Como alternativa, os combustíveis renováveis - denominados biocombustíveis - têm se tornado uma alternativa viável. Este trabalho investigou o comportamento térmico e a energia de ativação de dois biocombustíveis (farnesano e biodiesel de soja) e suas misturas com diesel fóssil. Além disso, foram feitos estudos comparativos de comportamento térmico e energia de ativação entre todos os combustíveis. Os estudos foram feitos empregando-se análise termogravimétrica (TGA) sob atmosfera de ar sintético. As condições experimentais para os testes termogravimétricos foram: massa das amostras de 4,0 ± 0,5 mg, razões de aquecimento de 5, 10, 15, 20 e 25ºC min-1 e faixa de temperatura entre 30ºC e 400ºC. Outras técnicas, tais como calorimetria, Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC - \"Differential Scanning Calorimetry\") e testes em motor diesel OM 926 LA CONAMA P7/EURO 5 também foram aplicadas para se avaliar o comportamento térmico destes combustíveis. Os valores de poder calorífico superior (PCS) para o farnesano, diesel fóssil e biodiesel são 46,9 MJ/kg, 45,3 MJ/kg e 39,7 MJ/kg, respectivamente. Os experimentos no motor diesel mostraram uma economia de 3% para o farnesano e um consumo de 14,25 % para o biodiesel em relação ao diesel fóssil. Em média, os valores de energia de ativação para os combustíveis puros encontrados neste estudo foram de 82,20 ± 3,38 kJ mol-1, 86,61 ± 8,48 kJ mol-1 e 96,61 ± 3,74 kJ mol-1 para farnesano, diesel fóssil e biodiesel de soja, respectivamente. Como a energia de ativação está diretamente relacionada com o atraso de ignição e, consequentemente, ao processo de combustão, o farnesano apresentou uma melhor qualidade de combustão em relação ao biodiesel de soja. Por meio das emissões obtidas nos testes European Stationary Cycle test (ESC) com a utilização do motor diesel foi possível obter correlações lineares entre energia de ativação e as emissões de óxidos de nitrogênio (NOx) e hidrocarbonetos (HC) e correlações polinomiais entre energia de ativação e as emissões de monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO2) e material particulado (MP). A adição de biodiesel de soja ao diesel provocou um aumento das emissões tanto para o NOx quanto para o HC em até 21,29% e 19,31%, respectivamente, e queda nas emissões de CO, CO2 e MP em até 33,44%, 2,44% e 47,37%, respectivamente. Por outro lado, a adição de farnesano ao diesel proporcionou uma diminuição de todas as emissões, ou seja, 11,22 %, 15,67%, 15,09%, 4,66% e 6,14% para NOx, HC, CO, CO2 e MP, respectivamente. A partir dos resultados obtidos neste estudo é possível entender o comportamento dos combustíveis durante suas respectivas queimas tendo como base as suas energias de ativação. / In recent years, the main challenge of the humanity was the total or partial replacement of fossil fuels, which are responsible for both the climate changes and the production of greenhouse gases. As an alternative, renewable fuels - named biofuels - have become viable. This study investigated the thermal behavior and the activation energy of two biofuels (farnesane and soybean biodiesel) and their mixture with fossil fuel. In addition, the thermal behavior of the biofuels and their mixtures with fossil fuel were compared with pure fossil diesel. Experiments were performed applying thermogravimetric analysis (TGA) under synthetic air atmosphere and other conditions such as, sample mass of 4,0 ± 0,5 mg, heating ratios of 5, 10, 15, 20 and 25 °C min-1 and temperature range between 30ºC and 400°C. In addition, calorimetry, differential scanning calorimetry (DSC) and experiments in a diesel engine OM 926 LA CONAMA P7 / EURO 5 were applied. Calorific value (CV) of the farnesane, biodiesel and fossil diesel are 46.9 MJ kg-1, 45.3 MJ kg-1 and 39.7 MJ kg-1, respectively. Experiments in the engine showed a fuel saving of 3% for farnesane and an increase consumption of 14.24 % for biodiesel, compared to fossil diesel. On average, the values of activation energy for pure fuels determined in this study were 82.20 ± 3.38 kJ mol-1, 86.61 ± 8.48 kJ mol-1 and 96.61 ± 3.74 kJ mol-1 for farnesane, fossil diesel and soybean biodiesel, respectively. As the activation energy is directly related to the ignition delay and hence the combustion process, it was observed that farnesane presented a better quality of combustion in comparison to the biodiesel. By means of the emissions obtained by the European Stationary Cycle test (ESC) in the diesel engine, it was possible to observe linear correlations between activation energy for both nitrogen oxide (NOx) and hydrocarbon (HC) emissions, and polynomial correlations between activation energy and carbon monoxide (CO), carbon dioxide (CO2) and particulate matter (PM) emissions. The addition of soybean biodiesel to the diesel promoted an increase of both NOx and HC emissions in 1.29% and 19.31%, respectively and a decrease of 33.44%, 2.44% and 47.37% for CO, CO2 and PM emissions, respectively. On the other hand, the addition of farnesane to the fossil diesel, a reduction in all emissions were observed, i.e, 11.22%, 16.67%, 15.09%, 4.66%, 6.14%. of NOx, HC, CO, CO2 and PM, respectively. From the results obtained in this study, it is possible to understand the behavior and the emissions of the fuels produced during their burning based on their activation energies.

Submitted by Automa??o e Estat?stica (sst@bczm.ufrn.br) on 2017-08-01T11:57:07Z No. of bitstreams: 1 KeversonGomesDeOliveira_DISSERT.pdf: 1451007 bytes, checksum: 6336e55175d2d79eeb0023f6b024fb45 (MD5) / Approved for entry into archive by Arlan Eloi Leite Silva (eloihistoriador@yahoo.com.br) on 2017-08-02T14:34:52Z (GMT) No. of bitstreams: 1 KeversonGomesDeOliveira_DISSERT.pdf: 1451007 bytes, checksum: 6336e55175d2d79eeb0023f6b024fb45 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-02T14:34:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 KeversonGomesDeOliveira_DISSERT.pdf: 1451007 bytes, checksum: 6336e55175d2d79eeb0023f6b024fb45 (MD5) Previous issue date: 2017-04-10 / O aumento gradativo do uso de biodiesel na matriz energ?tica brasileira, como combust?vel em misturas biodiesel/diesel, tem incentivado a pesquisa por m?todos mais eficazes de obten??o e controle dos processos oxidativos deste biocombust?vel, buscando maior qualidade do produto. Neste trabalho, foram sintetizados biodiesel de oleaginosas do algod?o e da soja, e antioxidantes naturais (Passiflora edullis, Punica granatum, Syzygium aromaticum, respectivamente, maracuj?, rom? e cravo). O biodiesel proveniente da Refinaria Potiguar Clara Clamar?o, RPCC, foi utilizado para compara??o. A s?ntese dos biodiesel deste trabalho, ocorreu por cat?lise homog?nea, com KOH e, cat?lise heterog?nea, com catalisadores baseados em s?licas impregnadas por metais s?dio e pot?ssio, denominados CAT1 e CAT2. Os biodiesel produzidos foram utilizados em misturas combust?veis biodiesel/diesel, na propor??o volum?trica de 10% e 15%. As propriedades f?sico-qu?micas dos combust?veis produzidos, tais como, viscosidade e densidade (ASTM D7042), ponto de fulgor (ASTM D93), ponto de n?voa (ASTM D2500), ponto de fluidez (ASTM D97) e ponto de entupimento (ASTM D6371) foram determinadas segundo as normas da American Society for Testing and Materials ? ASTM, de acordo com as especifica??es definidas pela Ag?ncia Nacional de Petr?leo, G?s Natural e Biocombust?vel ? ANP. Os antioxidantes obtidos, atrav?s de extra??o alco?lica com octanol, foram caracterizados por espectroscopia na regi?o do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR). Os espectros de FTIR apresentaram bandas em torno de 3000 cm-1 referentes ? deforma??o axial C-H de arom?ticos, 1601 cm-1 e 1460 cm-1 atribu?das ? deforma??o axial de C=C do anel arom?tico, que s?o t?picas de compostos fen?licos que comp?e os principais antioxidantes. O m?todo Rancimat foi utilizado para determinar o Per?odo de Indu??o (PI), do biodiesel de soja e o de algod?o com os antioxidantes naturais. O antioxidante obtido da esp?cie Passiflora edullis (maracuj?) apresentou PI de 5,23 h e 3,68 h, respectivamente, para o biodiesel de soja e algod?o. Os catalisadores produzidos neste trabalho foram caracterizados por difra??o de raios X (DRX), espectrometria de fluoresc?ncia de raios X (FRX) e FTIR. O CAT 1, apresentou tempo reacional de 30 min e rendimento de 85% para o biodiesel de soja produzido. O catalisador CAT2, produziu o biodiesel de soja em maior tempo reacional e rendimento de 75%, por?m apresentou elevada capacidade de reutiliza??o. Os antioxidantes naturais apresentaram atividade no biodiesel similar aos sint?ticos, contribuindo com metodologia de f?cil execu??o e menor custo. As misturas antioxidante/biodiesel/diesel permaneceram dentro dos limites de especifica??o exigidos pela ANP para comercializa??o do combust?vel. / The gradual increase in the use of biodiesel in the Brazilian energy matrix, as a fuel in biodiesel/diesel blends, has encouraged the search for more effective methods to obtaining and controlling the oxidative processo of this biofuel, looking for higher product quality. In this work we were synthesized biodiesel from cotton and soybean oil, and natural antioxidants (Passiflora edulis, Punica granatum, Syzygium aromaticum, respectively, passion fruit, pomegranate and clove). The biodiesel from the Potiguar Clara Clamar?o Refinery, RPCC, was used for comparison. The biodiesel synthesis occurred by homogeneous catalysis, with KOH, and heterogeneous catalysis, with catalysts based on silica impregnated with sodium and potassium metals, called CAT1 and CAT2. The produced biodiesel was used in biodiesel/diesel blends, in the volumetric proportion of 10% and 15%. The physicochemical properties of the produced fuels, such as kinematic viscosity and specific mass (ASTM D7042), flash point (ASTM D93), cloud point (ASTM D2500), pour point (ASTM D97) and cold filter plugging point (ASTM D6371) were determined following the American Society for Testing and Materials (ASTM) standards, according to the specifications defined by the Nacional Agency of Petroleum, Natural Gas and Biofuels (ANP). The antioxidants obtained through alcoholic extraction with octanol were characterized by Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR). The FTIR spectra presented bands around 3000 cm-1 relative to C-H deformation of aromatic, 1601 cm-1 and 1460 cm-1 attributed to the axial deformation of C=C in the aromatic ring, which are typical from phenolic compounds that composes the antioxidants. The Rancimat method was used to determine the Induction Period (IP), of the biodiesel with the antioxidants. The antioxidant obtained from Passiflora edulis (passion fruit) showed IP of 5.23 h and 3.68 h for soybean and cotton biodiesel, respectively. The produced catalysts in this work were characterized by X-ray diffraction (XRD), X-ray fluorescence spectrometry (XRF) and FTIR. CAT 1 presented a reaction time of 30 min and yield of 85% for the produced soybean biodiesel. The catalytic converter CAT2, produced the soybean biodiesel in a longer reaction time and yield of 75% but presented a higher reused capacity. The natural antioxidants presented activity in the biodiesel similar to the synthetic ones, contributing with an easy execution and low cost methodology. The antioxidant/biodiesel/diesel blends remained within the specification limits required by the ANP for fuel commercialization.

Nos últimos anos o principal desafio da humanidade foi a substituição total ou parcial dos combustíveis fósseis que são responsáveis pelas mudanças climáticas e contribuem para a formação dos gases do efeito estufa. Como alternativa, os combustíveis renováveis - denominados biocombustíveis - têm se tornado uma alternativa viável. Este trabalho investigou o comportamento térmico e a energia de ativação de dois biocombustíveis (farnesano e biodiesel de soja) e suas misturas com diesel fóssil. Além disso, foram feitos estudos comparativos de comportamento térmico e energia de ativação entre todos os combustíveis. Os estudos foram feitos empregando-se análise termogravimétrica (TGA) sob atmosfera de ar sintético. As condições experimentais para os testes termogravimétricos foram: massa das amostras de 4,0 ± 0,5 mg, razões de aquecimento de 5, 10, 15, 20 e 25ºC min-1 e faixa de temperatura entre 30ºC e 400ºC. Outras técnicas, tais como calorimetria, Calorimetria Exploratória Diferencial (DSC - \"Differential Scanning Calorimetry\") e testes em motor diesel OM 926 LA CONAMA P7/EURO 5 também foram aplicadas para se avaliar o comportamento térmico destes combustíveis. Os valores de poder calorífico superior (PCS) para o farnesano, diesel fóssil e biodiesel são 46,9 MJ/kg, 45,3 MJ/kg e 39,7 MJ/kg, respectivamente. Os experimentos no motor diesel mostraram uma economia de 3% para o farnesano e um consumo de 14,25 % para o biodiesel em relação ao diesel fóssil. Em média, os valores de energia de ativação para os combustíveis puros encontrados neste estudo foram de 82,20 ± 3,38 kJ mol-1, 86,61 ± 8,48 kJ mol-1 e 96,61 ± 3,74 kJ mol-1 para farnesano, diesel fóssil e biodiesel de soja, respectivamente. Como a energia de ativação está diretamente relacionada com o atraso de ignição e, consequentemente, ao processo de combustão, o farnesano apresentou uma melhor qualidade de combustão em relação ao biodiesel de soja. Por meio das emissões obtidas nos testes European Stationary Cycle test (ESC) com a utilização do motor diesel foi possível obter correlações lineares entre energia de ativação e as emissões de óxidos de nitrogênio (NOx) e hidrocarbonetos (HC) e correlações polinomiais entre energia de ativação e as emissões de monóxido de carbono (CO), dióxido de carbono (CO2) e material particulado (MP). A adição de biodiesel de soja ao diesel provocou um aumento das emissões tanto para o NOx quanto para o HC em até 21,29% e 19,31%, respectivamente, e queda nas emissões de CO, CO2 e MP em até 33,44%, 2,44% e 47,37%, respectivamente. Por outro lado, a adição de farnesano ao diesel proporcionou uma diminuição de todas as emissões, ou seja, 11,22 %, 15,67%, 15,09%, 4,66% e 6,14% para NOx, HC, CO, CO2 e MP, respectivamente. A partir dos resultados obtidos neste estudo é possível entender o comportamento dos combustíveis durante suas respectivas queimas tendo como base as suas energias de ativação. / In recent years, the main challenge of the humanity was the total or partial replacement of fossil fuels, which are responsible for both the climate changes and the production of greenhouse gases. As an alternative, renewable fuels - named biofuels - have become viable. This study investigated the thermal behavior and the activation energy of two biofuels (farnesane and soybean biodiesel) and their mixture with fossil fuel. In addition, the thermal behavior of the biofuels and their mixtures with fossil fuel were compared with pure fossil diesel. Experiments were performed applying thermogravimetric analysis (TGA) under synthetic air atmosphere and other conditions such as, sample mass of 4,0 ± 0,5 mg, heating ratios of 5, 10, 15, 20 and 25 °C min-1 and temperature range between 30ºC and 400°C. In addition, calorimetry, differential scanning calorimetry (DSC) and experiments in a diesel engine OM 926 LA CONAMA P7 / EURO 5 were applied. Calorific value (CV) of the farnesane, biodiesel and fossil diesel are 46.9 MJ kg-1, 45.3 MJ kg-1 and 39.7 MJ kg-1, respectively. Experiments in the engine showed a fuel saving of 3% for farnesane and an increase consumption of 14.24 % for biodiesel, compared to fossil diesel. On average, the values of activation energy for pure fuels determined in this study were 82.20 ± 3.38 kJ mol-1, 86.61 ± 8.48 kJ mol-1 and 96.61 ± 3.74 kJ mol-1 for farnesane, fossil diesel and soybean biodiesel, respectively. As the activation energy is directly related to the ignition delay and hence the combustion process, it was observed that farnesane presented a better quality of combustion in comparison to the biodiesel. By means of the emissions obtained by the European Stationary Cycle test (ESC) in the diesel engine, it was possible to observe linear correlations between activation energy for both nitrogen oxide (NOx) and hydrocarbon (HC) emissions, and polynomial correlations between activation energy and carbon monoxide (CO), carbon dioxide (CO2) and particulate matter (PM) emissions. The addition of soybean biodiesel to the diesel promoted an increase of both NOx and HC emissions in 1.29% and 19.31%, respectively and a decrease of 33.44%, 2.44% and 47.37% for CO, CO2 and PM emissions, respectively. On the other hand, the addition of farnesane to the fossil diesel, a reduction in all emissions were observed, i.e, 11.22%, 16.67%, 15.09%, 4.66%, 6.14%. of NOx, HC, CO, CO2 and PM, respectively. From the results obtained in this study, it is possible to understand the behavior and the emissions of the fuels produced during their burning based on their activation energies.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:30:56Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2010-12-20Bitstream added on 2014-06-13T20:21:26Z : No. of bitstreams: 1 leme_dm_dr_rcla_parcial.pdf: 198180 bytes, checksum: 4c280b4c68a010c361d6ef4e0da11146 (MD5) Bitstreams deleted on 2015-06-25T13:00:52Z: leme_dm_dr_rcla_parcial.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2015-06-25T13:03:16Z : No. of bitstreams: 1 000638858_20151201.pdf: 243435 bytes, checksum: d1e6915fdf00c6f43d70add5c4248acb (MD5) Bitstreams deleted on 2015-12-01T09:08:34Z: 000638858_20151201.pdf,. Added 1 bitstream(s) on 2015-12-01T09:09:26Z : No. of bitstreams: 1 000638858.pdf: 2789008 bytes, checksum: 13a14092763ec9a00dd9bfbff49af27a (MD5) / A questão energética é hoje um tema de preocupação mundial. A limitação das fontes de energia fóssil e seus efeitos indesejáveis ao meio ambiente têm estimulado a busca de novas fontes alternativas, desde que renováveis. Em diversos países, como no Brasil, têm sido destinados grandes incentivos ao desenvolvimento do setor de biocombustíveis, no qual se inclui o biodiesel. O futuro promissor do biodiesel está relacionado não apenas ao fato de ser um combustível renovável, mas também às suas contribuições na redução da emissão de poluentes atmosféricos e à sua maior degradabilidade, em relação aos combustíveis fósseis. No entanto, poucos são os estudos realizados com o biodiesel para avaliar os seus possíveis impactos, quando usados puro ou em misturas ao óleo diesel, sobre o ambiente (principalmente corpos d’águas e solos) e sobre os organismos vivos, em caso de uma possível contaminação ambiental. O presente estudo teve como objetivo avaliar a citotoxicidade, genotoxicidade e mutagenicidade do biodiesel e de suas misturas com diesel (B5, B20 e B50), por meio de simulações de vazamento em água e solo. As simulações foram realizadas no verão, para caracterizar um vazamento em condições tropicais, sendo aplicados diferentes ensaios biológicos [teste de Allium cepa, ensaio Salmonella/microssoma, ensaios de mutagenicidade com células CHO-K1 e HepG2 in vitro, ensaio para detecção de indução de morte celular (alterações do ΔΨm, externalização da fosfatidilserina), avaliação da citotoxicidade em tempo real (sistema xCELLigence™)] nas amostras de água e solo obtidas nos experimentos. Foi observada no presente estudo uma significativa citotoxicidade, que foi relacionada com constituintes do óleo diesel, mais especificamente, com os hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (PAHs). Já os efeitos genotóxicos/mutagênicos, observados... / The energy-related issue is currently a subject that causes world concern. The limitations of fossil energy sources and their undesirable effects upon the environment have encouraged the search for new alternative sources, as long as they are renewable ones. In several countries, like Brazil, great incentives have been allocated to the development of the biofuel sector, and that includes biodiesel. The promising future of biodiesel is related not only the fact of being a renewable biofuel, but also to its contribution to reducing release of air pollutants and its higher degradability when compared to fossil fuels. Nevertheless, not enough studies have been conducted with biodiesel to evaluate their possible impacts – either when they are used crude or in biodiesel blends – upon both the environment (especially water bodies and soils) and living organisms, should there be environmental contamination. The aim of this study was to assess toxicity, genotoxicity and mutagenicity of biodiesel and its diesel blends (B5, B20 and B50), by simulating spills into water and soil. The simulations were carried out in the summer in order to characterize a spill under tropical conditions, and different assays [Allium cepa test, Salmonella mutagenicity assay, in vitro mutagenicity assays with CHO-K1 and HepG2 cells line, detection of cell death inductions (changes in ΔΨm, phosphatidylserine externalization), cytotoxicity assessment by xCELLigence™ system] were conducted using soil and water samples obtained in the experiment. In this study, significant citotoxicity was observed, which was found to be related to biodiesel contaminants, even more specifically, to its polycyclic aromatic hydrocarbons (PAHs). On the other hand, the genotoxic/mutagenic effects observed in the other assays done with diesel and biodiesel proved to result from the action of pollutants present in the raw material used... (Complete abstract click electronic access below)

Petroleum, power limited, finite and not renewable, is responsible for the majority of all energy consumed in the world. The consumption of petroleum fuels is increasing each year, resulting in increased air pollution and acid rain. Because of this the global economy needs alternative energy sources. Biodiesel exists as an alternative to replacement of diesel. Biodiesel can be obtained from the transesterification reaction, in which the triglycerides present in vegetable oils or animal fats react with short chain alcohol in the presence of a catalyst for the esters of fatty acids. Various types of impellers may be used to produce stirring and mixing in the liquid. To produce mixture is necessary and that power supply is normally produced by rotation of an impeller. Besides the type of impeller and the speed of rotation, the power delivered also depends on the physical properties of the fluid and the shape of the reactor, in addition to the arrangement of system components as baffles. The objective of this work is to study the effect of different impellers, the presence of baffle and agitation speed on biodiesel production from soybeans. The experiments were performed according to the experimental design 23. The experimental design allows us to analyze the influence of variables on the response. The set parameters are: temperature (70 °C); molar ratio oil / alcohol (1/10); amount of catalyst (1,5%) and reaction time (30 min). The three variables are: impeller (turbine or blades), baffle (with or without) and agitation speed (150 rpm or 350 rpm). The evaluation parameter is the efficiency into biodiesel, at different times of reaction, determined by gas chromatography. The experiments allowed us to evaluate the effects of the variables involved in the process of mixing and agitation during the reaction for obtaining biofuel, as well as analysis of the effects of interactions between these variables. The experiments had high yields on 5 minute reaction and from this time yields varied little. Analyzing the main effects in the first few minutes, the best yields were obtained in experiments without baffle, with turbine impeller and with stirring speed of 350 rpm. / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / O petróleo, fonte limitada, finita e não renovável, é o responsável pela maior parte de toda a energia consumida no mundo. O consumo de combustíveis derivados do petróleo aumenta a cada ano, o que resulta no aumento da poluição atmosférica e da ocorrência de chuvas ácidas. Devido a isso a economia mundial necessita de fontes alternativas de energia. O biodiesel existe como alternativa à substituição do diesel. Biodiesel pode ser obtido a partir da reação de transesterificação, na qual os triglicerídeos presentes nos óleos vegetais ou gorduras animais reagem com álcool de cadeia curta na presença de um catalisador para obter os ésteres de ácidos graxos. Impelidores de vários tipos podem ser utilizados para produzir agitação e mistura na fase líquida. Para produzir mistura é necessário suprimento de energia e isto normalmente é produzido através da rotação de um impelidor. Além do tipo de impelidor e da velocidade de rotação, a potência fornecida depende também das propriedades físicas do fluido e da forma do reator, além da disposição dos componentes do sistema como chicanas. O objetivo deste trabalho é estudar o efeito de diferentes impelidores, da presença de chicana e da velocidade de agitação na produção de biodiesel de soja. Os experimentos foram realizados de acordo com o planejamento experimental completo 23. O planejamento experimental permite analisar a influência das variáveis sobre a resposta. Os parâmetros fixos são: temperatura (70 ºC); razão molar óleo/álcool (1/10); quantidade de catalisador (1,5%) e tempo reacional (30 min). As três variáveis são: impelidor (tipo turbina ou tipo pás); chicana (com ou sem) e velocidade de agitação (150 rpm ou 350 rpm). O parâmetro de avaliação é o rendimento em biodiesel, em diferentes tempos da reação, determinada por cromatografia gasosa. Os experimentos permitiram avaliar os efeitos das variáveis envolvidas no processo de agitação e mistura durante a reação, assim como a análise dos efeitos de interações entre essas variáveis. Os experimentos obtiveram altos rendimentos em 5 minutos de reação e a partir deste tempo os rendimentos pouco variaram. Analisando os efeitos principais, nos primeiros minutos, melhores rendimentos foram obtidos nos experimentos realizados sem chicana, com impelidor tipo turbina e com velocidade de agitação de 350 rpm.

Made available in DSpace on 2015-05-14T13:21:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Arquivo total.pdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Previous issue date: 2011-12-15 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / The lipid oxidation is a critic factor in the biodiesel quality loss, in particular of soy biodiesel, because its esters composition favors the development of the oxidative degradation, due to the amount of the unsaturated fatty acid esters such as, oleate, linoleate and ethyl linolenate. In this work, accelerated techniques (rancimat, petroOXY and thermal analysis) high performance liquid chromatography (HPLC) was done in order to determine the oxidative stability of biodiesel from soybean (BSJ) and from the additive biodiesel with antioxidants, caffeic acid (BSC), ferulic acid (BSF) and tert-butylhydroquinone (BST) during the storage period. In determining the induction period (PI) by the rancimat method the three antioxidants were effective in delaying the oxidation process at the initial time of storage. Different from the BSF and BST samples, the BSC sample kept its PI value during the storage period above the value required by the EN 14112 standard. The oxidative stability assayed by the petroOXY method showed the same convergence in its results, ie, the caffeic acid was the most efficient antioxidant throughout the storage period. In comparison to the rancimat and petroOXY method, the technique of pressurized differential scanning calorimetry (P-DSC) showed the same susceptibility to oxidation for the evaluated samples. This method proved to be useful to apply in the oxidative stability of biodiesel evaluation with antioxidants, requiring less quantity of samples and less analysis time. In evaluating the thermal resistance of antioxidants was observed by thermogravimetry a lower decomposition temperature for the tert-butylhydroquinone compared to other antioxidants, confirmed this fact with the values of oxidation induction time and induction period obtained by the techniques accelerated. Monitoring the concentration of unsaturated esters by HPLC during storage showed a greater reduction in the concentration of ethyl oleate and linolenato BSJ for the sample. The action of antioxidants was evidenced by a smaller reduction in the concentration of esters for samples of BSC, BST and BSF. The oxidative stability of biodiesel samples evaluated by Rancimat, petroOXY, P-DSC showed the following trend: BSC > BSF > BST. Since the order of HPLC greater resistance to oxidation: BSC > BST > BSF. According to the results obtained showed that the antioxidant activity is correlated to its molecular structure and thermal stability. / A oxidação lipídica é um fator crítico na perda da qualidade do biodiesel, em particular do biodiesel de soja, pois a sua composição em ésteres favorece o desenvolvimento da degradação oxidativa, devido à quantidade em ésteres de ácidos graxos insaturados tais como, oleato, linoleato e linolenato de etila. Neste trabalho, técnicas aceleradas (rancimat, petroOXY e análise térmica) e a cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC) foram realizadas a fim de determinar a estabilidade oxidativa do biodiesel etílico de soja (BSJ) e do biodiesel aditivado com os antioxidantes, ácido caféico (BSC), ácido ferúlico (BSF) e terc-butilhidroquinona (BST) durante o período de armazenamento. Na determinação do período de indução (PI) pelo método rancimat os três antioxidantes foram eficientes em retardar o processo oxidativo no tempo inicial do armazenamento. Diferentemente das amostras BSF e BST, a amostra BSC manteve o valor de PI durante o período de estocagem acima do valor requerido pela EN 14214. A estabilidade oxidativa analisada pelo método petroOXY mostrou a mesma convergência nos resultados, ou seja, o ácido caféico foi o antioxidante mais eficiente durante todo o período de armazenamento. Em comparação com o método rancimat e petroOXY, a técnica de calorimetria diferencial de varredura pressurizada (P-DSC) mostrou a mesma susceptibilidade à oxidação para as amostras avaliadas. Esta técnica mostrou ser útil para aplicar na avaliação da estabilidade oxidativa do biodiesel contendo antioxidantes, requerendo menor quantidade de amostra e menor tempo de análise. Na avaliação à resistência térmica dos antioxidantes por termogravimetria foi observado uma menor temperatura de decomposição para o terc-butilhidroquinona em relação aos demais antioxidantes, esse fato corroborou com os valores de tempo de indução oxidativa e período de indução obtidos pelas técnicas aceleradas. O monitoramento da concentração dos ésteres insaturados por HPLC durante o armazenamento mostrou maior redução na concentração do oleato e linolenato de etila para a amostra BSJ. A ação dos antioxidantes foi evidenciada pela menor redução na concentração de ésteres para as amostras de BSC, BST e BSF. A estabilidade oxidativa das amostras de biodiesel avaliadas por rancimat, petroOXY, P-DSC mostrou a seguinte tendência: BSC > BSF > BST. Já por HPLC a ordem de maior resistência à oxidação foi: BSC > BST > BSF. De acordo com os resultados obtidos, concluiu-se que a atividade antioxidante está correlacionada a sua estrutura molecular e a estabilidade térmica.

Made available in DSpace on 2017-07-10T17:59:30Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Ana Claudia Cabral dos Santos.pdf: 1804875 bytes, checksum: 59accd259357d955c055e44645dee662 (MD5) Previous issue date: 2014-12-05 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Biodiesel is a fuel that can be obtained from renewable sources and due to its chemical composition is sensitive to oxidation. To increase their oxidative stability is necessary to add antioxidants, which are compounds capable of avoiding or delaying oxidation reactions and can be synthetic or natural, from the natural, we highlight a variety of plants with antioxidant activity, among them the mint (Mentha spicata L.) and Acerola (Malpighia glabra L.). The objective of this study was to evaluate the oxidative stability of biodiesel in the presence of natural antioxidants from extracts of Acerola and mint leaves obtained by conventional extraction and supercritical CO2 on temperature and various pressure using oxidative stability in Rancimat test, avaliou- is also the synthetic antioxidant TBHQ, to compare the results obtained with the use of the plant extracts. The effects of temperature and pressure on the yield and quality of the extract. The best induction times were obtained for biodiesel plus the supercritical extracts of Acerola 40 °C and 150 bar condition (1.38 h) and 60 °C and 250 bar (1.07 h) and the supercritical extract of mint conditions of 40 °C and 150 bar (1.08 h), 40 °C and 250 bar (1.71 h) and 60 °C and 250 bar (2.04 h) and soxhlet extract with hexane obtained from both acerola (2.84 h) and Mint (2.87 h), which showed greater induction time of the control (1.04 h). Biodiesel plus the synthetic antioxidant TBHQ got time higher induction to control and biodiesel plus extracts and from 36.95 hours. The oxidative stability of biodiesel was more increased when the extracts obtained by conventional extraction using Hexane as the solvent, which can be extracted from a larger quantity of compounds with antioxidant activity. / Biodiesel é um combustível que pode ser obtido de fontes renováveis e devido sua composição química é sensível à oxidação. Para aumentar sua estabilidade oxidativa é necessário acrescentar antioxidantes, que são compostos capazes de evitar ou retardar reações de oxidação e podem ser sintéticos ou naturais, dentre os naturais, destacam-se uma variedade de plantas com atividade antioxidante, dentre elas a Hortelã (Mentha spicata L.) e Acerola (Malpighia glabra L.). O objetivo deste trabalho foi avaliar a estabilidade oxidativa do Biodiesel na presença de antioxidantes naturais dos extratos das folhas de Acerola e Hortelã obtidos por extração convencional e com CO2 supercrítico em condições de temperatura e pressão variadas, utilizando teste de estabilidade oxidativa em Rancimat, avaliou-se, também, o antioxidante sintético TBHQ, para comparar com os resultados obtidos com a utilização dos extratos das plantas. Foram avaliados os efeitos da temperatura e Pressão no rendimento e da qualidade do extrato. Os melhores tempos de indução obtidos foram para o Biodiesel acrescido dos extratos supercríticos da Acerola nas condições 40 °C e 150 bar (1,38 h) e 60 °C e 250 bar (1,07 h) e os extratos supercríticos da Hortelã nas condições de 40 °C e 150 bar (1,08 h), 40 °C e 250 bar (1,71 h) e 60 °C e 250 bar (2,04 h) e os extratos soxhlet obtidos com hexano, tanto da Acerola (2,84 h) quanto da Hortelã (2,87 h), que apresentaram tempo de indução maior que o controle (1,04 h). O Biodiesel acrescido do antioxidante sintético TBHQ obteve tempo de indução superior ao controle e ao biodiesel acrescidos dos extratos, sendo de 36,95 horas. A estabilidade oxidativa do Biodiesel foi superior quando acrescido dos extratos obtidos por extração convencional utilizando Hexano como solvente, que, pode ter extraído uma maior quantidade de compostos com atividade antioxidante.