Orientador: Marcos Nogueira Eberlin / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-17T04:42:07Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Simas_RosineideCosta_D.pdf: 5859215 bytes, checksum: bfba079c3f7e2a4ec510da69e7858d40 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: A caracterização química de óleos de forma rápida, eficiente e com mínimo preparo de amostras é um desafio para a química analítica moderna. Este estudo abrangeu a caracterização química de 15 amostras de óleos vegetais e 6 amostras de petróleo, e demonstrou a versatilidade da técnica de espectrometria de massas (MS) nesta área. A caracterização de óleos vegetais foi feita por uma técnica de ionização ambiente desenvolvida no Brasil, denominada Easy Ambient Sonic-Spray Ionization (EASI) e utilizando como analisador de massas um equipamento monoquadrupolar, que possui resolução unitária. Foi obtido, para os óleos vegetais, a sua composição de triacilglicerídeos (TAG), ácidos graxos livres e hidroperóxidos utilizando apenas uma gota de óleo e nenhum preparo de amostra. A análise direta de óleos vegetais possibilitou ainda propor um método quantitativo por EASI-MS para determinação do teor de triacilglicerídeos, que demonstrou concordância com os métodos de referência. Já a caracterização do petróleo empregou a altíssima exatidão e resolução da espectrometria de massas por ressonância ciclotrônica de íons com transformada de Fourier, Fourier Transform Ion Cyclotron Resonance Mass Spectrometry (FT-ICR MS) com as técnicas de ionização EASI e Electrospray (ESI). O presente trabalho representou ainda a primeira tese de doutorado no Brasil em petroleômica, descrevendo um método de análise que dispensa uma série de procedimentos analíticos dispendiosos e demorados, de maneira a conferir um alto grau de refinamento e desempenho à análise de petróleo. Foram estudados os compostos polares do petróleo que contêm os heteroátomos nitrogênio (N), enxofre (S) e oxigênio (O) na sua composição, sendo possível caracterizá-los por distribuição em porcentagem de classes de heteroátomos, número de carbonos e insaturações por double bond equivalents (DBE). Foi apresentada uma proposta de estudo de precisão para a metodologia de petroleômica-MS por meio da estimativa de repetitividade e reprodutibilidade, além do estudo comparativo de eficiência das técnicas de ionização ESI e EASI / Abstract: The chemical characterization of oils in a fast way and with minimal sample preparation is a challenge for modern analytical chemistry. The present study comprised the chemistry characterization of 15 vegetal oil samples and 6 samples of petroleum, demonstrating the versatility of the mass spectrometry (MS) technique in this area. Vegetal oils characterization was performed by an ambient ionization technique developed in Brazil, named Easy Ambient Sonic-Spray Ionization (EASI), and using a monoquadrupole mass analyzer with unitary resolution. EASI-MS detected for vegetable oils the composition of triacylglycerols (TAG), free fat acids and hydroperoxides using only one drop of oil and without sample preparation. The direct analysis provided by EASI-MS allowed us to propose also a quantitative method based on EASI MS data to determine the level of triacylglycerols of the vegetal oils. This method was in agreement with reference methods. For petroleum characterization, we used ultra-high accuracy and resolution of the Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometry (FT-ICR MS) with EASI and electrospray (ESI) ionization. The present work describes results from the first doctorate thesis in Brazil dealing with petroleomic MS, a method of analysis that precludes a series of expensive and time-consuming analytical procedures and that can confer a high degree of refinement and performance to petroleum analysis. We have studied polar components of the petroleum containing nitrogen (N), sulphur (S) and oxygen (O) as heteroatoms in their composition. These components were classified according to the percentage distribution of heteroatoms, carbon number and unsaturations, as well as double bond equivalent (DBE). The study also evaluated precision for petroleomic MS via estimations of repeatability and reproducibility. The efficiencies of ESI and EASI for the petroleum analysis were also compared / Doutorado / Quimica Analitica / Doutor em Ciências

Orientador: Marcos Nogueira Eberlin / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Instituto de Química / Made available in DSpace on 2018-08-17T19:44:03Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Vaz_BoniekGontijo_D.pdf: 5976612 bytes, checksum: 09cb6bf00d2c85b09a8ad20578b0ac32 (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: A ionização por eletrospray (ESI) acoplada com a espectrometria de massas de ressonância ciclotrônica de íons por transformada de Fourrier (FT-ICR MS) permite a detecção de milhares de compostos polares (N, S e O) no petróleo e seus derivados, sem separação cromatográfica. ¿Petroleômica¿ é, portanto, a caracterização do petróleo a nível molecular. Neste trabalho, petróleos de diferentes níveis de evolução térmica, amostras de diesel obtidas por processos diferentes (hidrotratamento e oxitratamento) e cortes de destilação obtidos da destilação molecular de resíduo de petróleo foram analisados usando esta técnica. A primeira parte do trabalho consistiu na análise de petróleos com diferentes níveis de evolução térmica. Com o aumento do estresse térmico, observou-se um aumento da condensação, da aromatização de estruturas cíclicas polares e uma diminuição do número de carbono das classes de compostos identificadas. A intensidade relativa dos compostos pirrólicos foi usada para agrupar os óleos de mesmo nível de evolução térmica usando Análise dos Componentes Principais (PCA), que mostrou bastante eficiente. Na segunda parte, a análise de amostras de diesel obtidas por condições operacionais diferentes (temperatura, pressão e velocidade espacial) do hidrotratamento e pelo processo de oxitratamento, mostrou a produção, respectivamente, de espécies de baixo valores de DBE (do inglês Double Bond Equivalent), devido a hidrogenação dos anéis aromáticos presentes nos compostos polares, e uma variedade de classes contendo mais que um heteroatômo, como Ox ,NOx and SOx, devido a oxidação química dos hidrocarbonetos e compostos polares. A última parte consistiu na análise dos cortes de destilação. Evidenciaram-se com a caracterização de cada corte de destilação as tendências composicionais com aumento da temperatura de destilação. O peso molecular, aromaticidade, o conteúdo de heteroátomos e a distribuição do número de carbono aumentaram proporcionalmente a temperatura de destilação. Os resultados mostraram que é possível a partir dos milhares de compostos, identificados rotineiramente por FT-ICR MS, predizer as propriedades do petróleo e seus derivados, como também na otimização de processos como aqueles que reduzem o nível dos compostos NOS / Abstract: Electrospray ionization (ESI) coupled with Fourier transform ion cyclotron resonance mass spectrometry (FT-ICR MS) allows the direct detection of thousands of polar compounds (N, S and O) in petroleum and its derivatives, without chromatographic separation. ''Petroleomics¿¿ is therefore the characterization of petroleum at the molecular level. In this work, oils from different levels of thermal maturity, diesel fuel obtained by different processes (hydrotreatment and oxitreatment) and distillate cuts obtained from molecular distillation of petroleum residue were analyzed using this technique. The first part of this study consisted in the analysis of oils of different levels of thermal maturity. With increasing thermal stress, condensation and aromatization of the polar cores increase, and the number of alkyl carbons decreases. The relative intensity of the pyrrolic compounds were used for grouping the oils with same level of thermal maturity by Principal Analysis Components (PCA), that shown to be quite efficient. In a second step, the analysis of different diesel fuel oil samples, obtained from different operational conditions (temperature, pressure and liquid hourly space velocity) of hydrotreatment and by oxitreatment process, showed the production, respectively, of lower DBE (Double Bond Equivalent) species, due the hydrogenation of the aromatic rings present in the polar compounds, and a variety of classes containing more than one heteroatom, such as Ox ,NOx and SOx, due the chemical oxidation of hydrocarbons and heteroatom compounds present in these fuel. The last stage consisted in the analysis of distillate cuts. Each distillate cut was characterized to mark compositional trends with increased distillation temperature. The molecular weight, aromaticity, heteroatom content and carbon number distribution increase proportionately with the temperature. The results show that it is possible from the thousands compounds, identified routinely by FTICR MS analysis, predict the properties of petroleum and its derivatives, as well help improve processes such that used for reduce the level of NSO compounds / Doutorado / Quimica Organica / Doutor em Ciências

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The aim of this work was to employ the microwave radiation in the processes of frying potatoes (Solanum tuberosum L.), and evaluate of the impact on lipids oxidation parameters and mass transfer in the product. The potatoes (Asterix CV.) were cut in stick form and subjected to conventional system of fry (CF) and adapted microwave system (MW) in soybean oil (SO) and vegetable fat (VF), under the same conditions of mass, volume, time and temperature of process. Physico-chemical quality parameters of the potatoes and SO/VF were determined. The results of the moisture content indicated that dehydration in potatoes was 45% higher in microwave system, and in addition a greater absorption of lipids was observed. The contents of total polar compounds in SO were greater than 25% in MW and CF after 5 and 7 days of frying, respectively, while the VF systems did not exceed 19.5% at 20 days of use. The peroxide values presented higher values for SO in MW system. High values of conjugated dienes parameters, peroxide values, total polar compounds and refractive index in treatments with MW. Possibly the major loss of water from the product in these system has favored the hydrolytic and oxidative reactions. Regarding the SO fatty acids a decreased was observed of monounsaturated 4.0 and 2.0%, and poly-unsaturated 6.3 and 3.6%, respectively for MW and CF, and VF presented an opposite behavior in both systems. The MW frying process provided a higher inside temperature of the potatoes in both fats, SO and VF. When OS was only heated with MW radiation observed, based on the results, a similar behavior to the conventional system in almost all parameters. The application of MW for frying potato in chips form showed favorable values of mass transfer and heat, obtaining a product with similar characteristics to the reference product. Thus it was demonstrated a potential use of MW radiation in the frying potato process and its use only as a heating source for the OS and VF. / O objetivo deste trabalho foi empregar a radiação micro-ondas em processos de fritura de batata (Solanum tuberosum L.) e avaliar o impacto sobre a oxidação dos lipídios e a transferência de massa no produto. As batatas da cultivar Asterix foram cortadas na forma de palito e submetidas à fritura em fritadeira convencional (FC) e micro-ondas adaptado (MW), em óleo de soja (OS) e gordura vegetal (GV), nas mesmas condições de massa, volume, tempo e temperatura. Foram feitas análises dos aspectos físico-químicos das batatas e da qualidade do OS e da GV. Os resultados do teor de umidade indicaram que a desidratação das batatas foi 45% maior em micro-ondas, proporcionando uma maior absorção de lipídios. O teor de compostos polares totais em OS foram maiores do que 25% para MW e FC, a partir de 5 e 7 dias de fritura, respectivamente, enquanto da GV não passou de 19,5% em 20 dias de uso. O índice de peróxidos apresentou maiores valores para OS em MW. Foram observados maiores valores dos parâmetros dienos conjugados, índice de peróxidos, compostos polares e índice de refração nos tratamentos com MW. Possivelmente a maior perda de água do produto tenha favorecido as reações hidrolíticas e oxidativas. Em relação aos ácidos graxos do OS houve uma redução dos monoinsaturados de 4,0 e 2,0%, e de 6,3 e 3,6% dos poli-insaturados, respectivamente para MW e FC. Para a GV o comportamento foi inverso, sendo a redução maior no sistema convencional. O processo de fritura em MW proporcionou maior temperatura no interior das batatas fritas tanto em óleo quanto em gordura. No experimento em que o OS foi somente aquecido com radiação MW observamos, com base nos resultados, um comportamento semelhante ao sistema convencional em quase todos os parâmetros avaliados. A aplicação de MW para fritura de batatas chips apresentou valores favoráveis de transferência de massa e calor, obtendo um produto com características semelhante ao produto de referência. Dessa forma foi evidenciado um potencial de uso da radiação MW no processo de fritura de batata, bem como o seu uso apenas como uma fonte de aquecimento para o OS e a GV.