Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2010 / Made available in DSpace on 2012-10-25T03:47:44Z (GMT). No. of bitstreams: 0 / Estudos reportados na literatura indicam que a Clostridium acetobutylicum ATCC 824 não cresce em meio contendo apenas glicerol como fonte de carbono. Este indicativo foi reportado para situações onde o objetivo é a produção de biossolventes, por exemplo, biobutanol. Não há registro de obtenção de biohidrogênio a partir desta bactéria cultivada apenas em glicerol. A presente pesquisa teve como objetivo estudar o potencial de produção de hidrogênio por C. acetobutylicum ATCC 824, aproveitando um resíduo industrial da produção de biodiesel, o glicerol. Ferramentas de engenharia metabólica foram utilizadas para explorar a capacidade da C. acetobutylicum ATCC 824 de crescer e produzir hidrogênio a partir de glicerol como única fonte de carbono. Foi utilizado um modelo metabólico simplificado de 20 reações e 25 metabólitos. Com o resultado da Análise de Balanço de Fluxo (FBA), foi possível prever crescimento e produção de biohidrogênio. Foi estabelecido um protocolo experimental elaborado a partir da literatura e pela primeira vez foi demonstrado que, dadas as condições adequadas, é possível obter crescimento bacteriano e produção de hidrogênio a partir de glicerol como única fonte de carbono pela C. acetobutylicum ATCC 824. A comparação entre os processos de produção de hidrogênio através de glicose e glicerol mostrou que o rendimento da produção de hidrogênio a partir de glicerol nas condições estudadas é inferior à produção a partir de glicose. Uma avaliação dos perfis de produção de hidrogênio, consumo de substrato, e variação do pH do meio de cultura, indicou uma inibição que conduziu a bactéria a apresentar um comportamento predominantemente solventogênico durante as fermentações, o que indica que, apesar de terem permitido crescimento bacteriano, as condições operacionais definidas não são ótimas para esse processo. Podemos concluir também que a capacidade de produção de biohidrogênio a partir de glicerol poderá ser aumentada através da realização de otimização de parâmetros de operação e composição do meio de cultura. O glicerol bruto proveniente da fabricação do biodiesel por rota ácida mostrou-se um substrato adequado para promover o crescimento da C. acetobutylicum ATCC 824 sem tratamento prévio. A produção de energia elétrica #in situ# através da utilização direta de uma célula a combustível do tipo PEM foi demonstrada. Este é um resultado qualitativo, porém de grande interesse, uma vez que possibilita a aplicação direta da tecnologia aqui desenvolvida sem a necessidade do armazenamento de hidrogênio, que ainda é uma questão problemática cujo processo ainda está em aberto. / Hydrogen is being projected as an important component of the new world energetic matrix as a clean efficient energy carrier. The use of low-priced glycerol streams generated in the production of biodiesel represents a promising route to improve its economic viability. Clostridium has been extensively studied for hydrogen generation with many substrates and these studies imply that C. acetobutylicum ATCC 824 only metabolizes glycerol in the presence of glucose. In this work we provide evidence and describe anaerobic batch fermentations of C. acetobutylicum utilizing glycerol as the only carbon source, and compared growth and product formation with glucose fermentations. In silico FBA studies were carried out considering glycerol as carbon source and they indicated that would be possible to grown a culture using only such substrate. It was described and shown the results of an anaerobic batch fermentation of C. acetobutylicum utilizing glycerol as the only carbon source. The maximum yield of hydrogen produced from pure glycerol was up to 0,133 mol/mol. This yield was obtained from a non-optimized (preliminary) experiment and possibly will be increased when the operational parameters are optimized. The experiments compared growth and product formation of C. acetobutylicum ATCC 824 utilizing both glucose and glycerol as the sole carbon source in batch cultures. Semiquantitative tests were also conducted with raw glycerol from biodiesel production and integrating a PEM fuel cell for online electricity generation. Results show that, although the production of biohydrogen from glycerol is lower when compared with glucose fermentations, it#s possible to produce hydrogen from pure glycerol and directly from biodiesel byproducts. The online electricity generation also show positive results. These results indicated that biodiesel derived glycerol is a promising low-cost renewable feedstock for hydrogen production.

Orientador: Antonio Carlos Dias Ângelo / Banca: Aroldo Geraldo Magdalena / Banca: Adalgisa Rodrigues de Andrade / O Programa de Pós Graduação em Ciência e Tecnologia de Materiais, PosMat, tem carácter institucional e integra as atividades de pesquisa em materiais de diversos campi / Resumo: Atualmente uma quantidade demasiadamente grande de glicerol tem sido produzida. O desenvolvimento de materiais que consigam eletro-oxidar essa molécula é de extrema importância, para que assim, este composto possa ter ter aplicações na geração de energia ou mesmo produzir produtos de interesse industrial. No presente trabalho foram estudadas as reações de oxidação do glicerol sobre as nanopartículas intermetálicas ordenadas PtSn/C, PdSn/C e as ligas PtSn/C, PdSn/C em meio alcalino. A caracterização físico-química dos materiais foi realizada por Difração de Raios-X, Espectroscopia de Energia Dispersiva por Raios-X, Microscopia Eletrônica de Transmissão de Alta Resolução e Espectroscopia de Absorção de Raios-X. Estas análises indicaram a formação de fases intermetálicas quando utilizado o método de redução por poliol, e a formação de ligas metálicas quando empregado o método da microemulsão. O desempenho eletroquímico foi avaliado pelas técnicas de voltametria cíclica e cronoamperometria. Todas as nanopartículas apresentaram atividade frente à reação de oxidação do glicerol, sendo que os materiais à base de Pt se destacaram em relação aos de Pd. Além disso, foi o intermetálico ordenado PtSn/C que demonstrou melhor desempenho eletroquímico, o que pode ser substituído ao efeito eletrônico provocado pela adição do segundo metal (Sn). Através das análises dos espectros de massas foi identificado que para os materiais PtSn/C os produtos formados durante eletrólise foram gliceraldeído, ácido glicólico e ácido fórmico, evidenciando a clivagem entre as ligações C-C. Em relação a PdSn/C, a quebra entre as ligações C-C não ocorreu, e os produtos formados foram gliceraldeído ou dihidroxiacetona para o intermetálico ordenado PdSn/C, e ácido tartrônico para a liga PdSn/C. Foi sugerido o mecanismo da reação de oxidação do glicerol nos materiais estudados / Abstract: Nowadays, the huge amount of glycerol produced from biodiesel obtaining process becomes an important environmental concern in our country. So, development of new and improvement of ancient methods of using glycerol urges to avoid the unappropriated discard of this compound and the consequent environmental pollution. Among the several methods early proposed, the enhancement of electrode materials able to electrooxidize glycerol appears as viable alternative to produce energy and/or high aggregated value chemicals. In the present work, it was investigated the performance of ordered intermetallic nanoparticles PtSn/C and PdSn/C and the alloys PtSn/C and Pd/Sn/C as anode materials to electrooxidize glycerol molecule in alkaline medium. The physical-chemical characterization of the synthesized nanoparticles was performed by using X-Ray Diffraction, Energy-Dispersive Spectrometry, High Resolution Transmission Electronic Microscopy and X-ray Absorption Spectroscopy techniques. The physical-chemical characterization confirmed the prevalence of ordered intermetallic structure from the synthetic route via polyol-modified protocol as well as the alloy structure prevalence as the materials were synthesized via micro-emulsion protocol. The electrochemical performance of the materials was investigated by using cyclic voltammetry and chronoamperometry techniques. All materials proved to be active for the glycerol electrooxidation reaction and it was observed the superior performance of the materials based on Pt as compared to the similar ones based on Pd. Moreover, ordered intermetallic PtSn/C presented the best performance among all the studied materials, which was proposed to be a consequence of the electronic effect of the neighbor Sn atom towards the Pt adsorption site. From mass spectra analysis, glyceraldehyde, glycolic acid and formic acid were detected as main products as the electrooxidation took place... / Mestre

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-04-25T04:02:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 344794.pdf: 1673160 bytes, checksum: 8d303dd2d7916eb823566f30d12f1e77 (MD5) Previous issue date: 2016 / A espectroscopia por infravermelho tem se desenvolvido para o controle de qualidade dos mais diversos produtos e processos, ferramenta que se mostra com potencialidade para o controle do processo de produção de biodiesel. Os métodos de análise para o controle de produção de biodiesel são caras, trabalhosas, demoradas e exigem operadores qualificados, a técnica de infravermelho se apresenta uma técnica economicamente mais barata que as técnicas convencionais, rápida, de simples operação, com baixa geração de resíduo, de fácil adaptação para quantificação em linha de produção. Nesta dissertação construíram-se curvas de calibração multivariadas empregando a técnica de infravermelho médio com transformada de Fourier e ATR acoplado para quantificação direta de amostra através de correlação com métodos convencionais. As curvas desenvolvidas para quantificação de parâmetros importantes para o controle de qualidade da produção de biodiesel foram selecionadas em função da importância para a produção, quantidade de análises realizadas durante uma rotina de trabalho e métodos mais demorados e caros. Os parâmetros trabalhados foram o teor de acidez e fósforo para o refino do óleo, teores de mono, di, triacilglicerol e glicerol total na fase de transesterificação, e os teores de umidade, glicerol e cinzas no processo de tratamento de glicerina. As curvas para quantificação da acidez no óleo apresentaram boa correlação, precisão e exatidão. A curva para teor de fósforo no óleo de alimentação na planta de tratamento do óleo se mostrou eficiente, no entanto as curvas de fósforo nas etapas de centrifugação e óleo neutralizado não apresentaram boa correlação, precisão e exatidão, indicando a necessidade de melhoria para viabilizar o controle de qualidade do referido parâmetro pela técnica de infravermelho. As curvas para quantificação dos teores de mono, di, triacilglicerol e glicerol total na etapa de transesterificação não apresentaram boa correlação, precisão e exatidão e necessitam ser aprimoradas para possibilitar o controle da produção. As curvas para quantificação do teor de umidade, cinzas e glicerol na glicerina apresentaram boa correlação, precisão e exatidão possibilitando a utilização no controle de qualidade. A técnica se mostra viável para o controle de qualidade do processo de produção de biodiesel e de purificação de glicerina, mesmo as curvas que não apresentaram boa correlação, precisão e exatidão mostram o potencial da técnica e após evolução podem ser utilizadas no controle de qualidade.<br> / Abstract : The infrared spectroscopy has been developed for the quality control of various products and processes, tool that shows with potential to control biodiesel production process and glycerin. The methodologies of analysis for the control of biodiesel production are expensive, laborious, long and require skilled operators, the technical Infrared presents an economically cheaper that the techniques conventional, fast, simple operation, with low waste generation, easy adaptation to quantification production line. This was constructed curves of calibration multivariate employing the mid-infrared technique with Fourier transform and ATR coupled to direct quantitation of sample through correlation with conventional methodology. Curves developed for the quantification of important parameters for quality control biodiesel production were selected according to the importance for the production, amount of analyzes performed during a routine work and more long and expensive methodologies. The parameters work end were acid and phosphorous tenor for the treatment of oil, mono tenors, di, triacylglycerol and the total glycerol in the transesterification stage, and moisture tenor, glycerol and ashes in glycerin. The curves for quantification of acidity in oil show good correlation, precision and accuracy. The curve for phosphorus tenor in the feeding oil on treatment plant of oil proved effective, however the curves of phosphorus in the centrifugation steps and oil neutralized did not show good correlation, precision and accuracy, indicating the need for improvement to enable quality control of said parameter by infrared technique. The curves for quantification the tenor of mono, di, triacylglycerol and total glycerol in step transesterification did not show good correlation, precision and accuracy and need to be improved to enable the control of production. The curves to quantification the moistness tenor, ash and glycerol in glycerin showed good correlation, precision and accuracy allowing the use in quality control. The technique has proven feasible for the quality control of process production of biodiesel and glycerin purification, even the curves that no presented good correlation, precision and accuracy show the potential of the technique and after development can be used in quality control.

A produção de hidrogênio, através da eletrólise da água, terá um papel muito importante em países que possuem grande potencial para produção de energia elétrica renovável, como é o caso do Brasil. Além disso, o interesse associado ao uso do hidrogênio não está apenas relacionado com o fato de que seja um combustível alternativo, e depende do processo renovável, mas também está relacionado com o emprego do mesmo como uma importante matéria-prima em processos industriais, como por exemplo, refino do petróleo e produção de amônia. A eletrólise da água apresenta-se como uma excelente alternativa para a produção de hidrogênio, pois é um método tecnicamente testado, de fácil transferência tecnológica e boa eficiência (>70%). No entanto, o alto consumo de energia associado ao processo restringe sua aplicação em larga escala. A fim de tornar essa técnica mais eficiente e econômica, a seleção de materiais para eletrodos de baixo custo com boa atividade eletrocatalítica são necessários. Atualmente, os materiais empregados para elaboração de eletrodos com baixo custo têm sido à base de níquel e suas ligas ou ainda compósitos de níquel. Este trabalho propõe o desenvolvimento de eletrodos de níquel ativos, eficientes, estáveis e baratos, para produção de hidrogênio a partir do processo de eletrólise em meio aquoso, prevendo o desenvolvimento do sistema para uso de subprodutos de processos industriais (glicerina e sacarose) como fonte de hidrogênio. A utilização de glicerina e sacarose na produção de hidrogênio vem sendo vista como um combustível alternativo e ecológico, já que permite aproveitar materiais que seriam descartados ou teriam uma utilização menos nobre. Para isso foram elaborados eletrodos de Ni e Ni-PAni por eletrodeposição. A polianilina é um polímero de interesse científico devido a suas propriedades elétricas sendo obtida facilmente através de síntese química. Avaliou-se a composição química, a morfologia e o comportamento eletroquímico dos eletrodos obtidos. Os resultados mostraram que os eletrodos desenvolvidos de Ni-PAni apresentaram um comportamento mais eficiente para a HER em meio ácido, alcalino, alcalino com glicerina e alcalino com sacarose quando comparados ao eletrodo de Ni. Contudo, a alta atividade eletrocatalítica do eletrodo de Ni-PAni foi atribuída, principalmente ao aumento do número de sítios ativos para o Hads devido à maior área superficial desses eletrodos. Também se observou a diminuição da taxa de corrosão do eletrodo de Ni-PAni em meio ácido comparativamente ao níquel puro. / The production of hydrogen by water electrolysis is very important in countries that have great potential for renewable energy role, as the case of Brazil. Moreover, the interest associated with the use of hydrogen is not only related to the fact that it is an alternative and renewable fuel depending on the process, but also relates to the use thereof as an important raw material in industrial processes such as petroleum refining and ammonia production. The water electrolysis presents itself as an excellent alternative for hydrogen production because it is a technically tested method of easy technology transfer and good efficiency (>70%). However, the high energy consumption associated with the process restricts its application in large scale. In order to make this technique more efficient and economical, material electrode selection for low cost with good electrocatalytic activity are needed. Currently, the materials used for electrodes preparation with low cost has been nickel based alloys and composites. This work proposes the development of active electrodes, efficient, stable and inexpensive to produce hydrogen from the electrolysis process in aqueous medium, providing the development system for use of industrial processes by-products (glycerol and saccharose) as hydrogen source. The use of glycerol and saccharose in the hydrogen production has been regarded as an ecological alternative fuel, as it is one way to make materials that would probably discarded or would have a noble less use. Ni and Ni - polyaniline electrodes were prepared by electrodeposition. The polyaniline is a scientific interest polymer because of their electrical properties and is easily obtained by chemical synthesis. We evaluated the chemical composition, morphology and electrochemical behavior of the electrodes obtained. The results showed that the developed electrodes showed a more efficient behavior for the HER in acid, alkaline, alkaline with glycerol and alkaline with saccharose when compared with the Ni electrode. The high electrocatalytic activity was mainly attributed to the Hads increased number of active sites due the high surface area of the electrodes. Was also observed the corrosion rate decrease to Ni-PAni in acid medium, when compared to pure nickel.

Submitted by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2016-04-15T19:13:58Z No. of bitstreams: 1 Tese.pdf: 6974277 bytes, checksum: b6e2fce0ec5bf8a2343c9856f6591815 (MD5) / Approved for entry into archive by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2016-04-15T19:14:09Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese.pdf: 6974277 bytes, checksum: b6e2fce0ec5bf8a2343c9856f6591815 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-04-15T19:14:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese.pdf: 6974277 bytes, checksum: b6e2fce0ec5bf8a2343c9856f6591815 (MD5) / Os plásticos sintéticos são amplamente utilizados devido a seu baixo custo, facilidade de processamento e elevada aplicabilidade, porém sua alta durabilidade confere uma desvantagem da sua aplicação na fabricação de embalagens descartáveis. Neste contexto, a presente pesquisa apresenta uma alternativa às embalagens plásticas a partir da obtenção de filmes biodegradáveis à base de amido de mandioca com adição de glicerol, goma xantana e reforçados com nanowhiskers. Assim, o objetivo do presente trabalho é preparar filmes flexíveis formulados pela incorporação de goma xantana, produzida a partir da glicerina residual do biodiesel, e nanowhiskers de palha de milho a uma matriz polimérica de amido de mandioca plastificada com glicerol, assim como, avaliar a eficácia da incorporação do biopolímero e do aditivo de reforço através das propriedades mecânicas, óticas, térmicas e de barreira dos bionanocompósitos resultantes. O trabalho foi conduzido em três etapas. Inicialmente a goma xantana foi produzida em biorreator de bancada (4,5 L), na qual foram investigados os efeitos da aeração (vvm) e agitação (rpm) na produção e nas propriedades das gomas xantana obtidas a partir da fermentação glicerina residual do biodiesel (GRB) por Xanthomonas campestris pv. mangiferaeindicae cepa 2103. A segunda etapa consistiu na obtenção de nanowhiskers de palha de milho por hidrólise ácida (H2SO4 - 55%). Na terceira etapa foram elaborados e caracterizados os bionanocompósitos à base de amido de mandioca (3,5 - 5,5 %) com a incorporação de goma xantana (0,00 - 0,06 %) e nanowhiskers (0,00 - 0,60 %) utilizando como plastificantes o glicerol (0,60 - 1,60 %) por casting. Para fins comparativos foi elaborado um filme flexível sem a adição de goma xantana e nanowhiskers (Controle – 4,5 % de amido e 1,1 % de glicerol). A aeração e agitação apresentaram efeitos estatisticamente significativos (p<0,05) na produção e na viscosidade da goma xantana. A otimização apontou 1,0 vvm e 500 rpm como combinação para maximizar a produção de xantana em até 5,98 g.L-1 e a viscosidade aparente em até 243,5 mPa.s. As massas moleculares das gomas xantana foram influenciadas pela taxa de oxigênio dissolvido (p<0,05), e maiores massas foram obtidas em baixas aerações. Além disso, o aumento da velocidade de agitação contribui para aumentar a massa molecular da goma xantana. Altas agitações contribuíram para aumento do teor de glicose e manose na cadeia das xantanas. Além desta condição, o aumento na aeração leva ao aumento no teor de glicose, manose e diminuição no teor de piruvato. A palha de milho mostrou ser boa fonte de celulose tornando-se matéria-prima viável para obtenção de nanowhiskers através do processo de hidrólise ácida com rendimento de 64 %, grau de cristalinidade de 55,04 % e razão L/D de 54,7±24, o que proporcionaria reforço mecânico quando incorporados em matrizes poliméricas. Constatou-se que a atividade de água, a umidade e a permeabilidade ao vapor d’água foram influenciadas significativamente (p<0,01) pelas concentrações de amido, glicerol e nanowhiskers. As maiores concentrações dessas variáveis resultaram na diminuição simultânea da atividade de água em até 24 % e da umidade em até 33 % em relação ao filme controle. Os nanowhiskers influenciaram positivamente a permeabilidade ao vapor de água, indicando que o aumento na concentração dessa variável acarreta uma redução desejável dessa propriedade em até 44 %. As maiores concentrações de goma xantana também resultam em filmes com menores umidades e permeabilidade ao vapor de água, com reduções de 33 % e de 44 %, respectivamente. A tensão máxima na ruptura nos filmes diminui em até 72 % em relação ao controle, com conseqüente aumento nos valores de deformação na ruptura. Os nanowhiskers influenciaram positivamente a deformação dos bionanocompósitos, indicando que o aumento na concentração dessa variável acarreta um aumento desejável de até 54 % nessa propriedade. A incorporação de goma xantana resultou no aumento da estabilidade térmica nos bionanocompósitos de até 8,3 %. Portanto, é possível contatar que apesar dos teores de goma xantana e nanowhiskers incorporados nos bionanocompósitos exercerem efeito significativo (p<0,01) sobre a maioria das respostas avaliadas, as variáveis independentes que exerceram influência mais acentuada sobre os bionanocompósitos foram os teores de glicerol e de amido. O teor de umidade foi à única variável dependente que sofreu maior influencia da concentração de nanowhiskers, porém o sinal negativo para a raiz (-203,765) indica que um aumento na concentração de nanowhiskers acarreta uma redução na umidade, efeito desejável para os bionanocompósitos.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciências Físicas e Matemáticas. Programa de Pós-Graduação em Química / Made available in DSpace on 2012-10-26T09:52:39Z (GMT). No. of bitstreams: 0

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro de Ciencias Fisicas e Matematicas, Programa de Pós-Graduação em Química, Florianópolis, 2013 / Made available in DSpace on 2013-12-05T22:54:23Z (GMT). No. of bitstreams: 1 319154.pdf: 3545226 bytes, checksum: 2899f13f7c22331a2eb7fbcca993c4b9 (MD5) Previous issue date: 2013 / Este trabalho descreve a síntese e a caracterização físico-química de uma nova série de copolímeros anfifílicos, sintetizados a partir de compostos de origem natural, pela telomerização de um monômero derivado do glicerol, o acrilato de carbonato de glicerol (GCA), com dois diferentes ácidos graxos (oléico e láurico), utilizando o mercaptoetanol como agente de transferência. A auto-associação em solução destes copolímeros ocorreu pelo método de diálise, onde grandes aglomerados micelares esféricos (LCM´s) foram formados, em solução aquosa. Medidas de Espalhamento de Luz Estático e Dinâmico (SLS e DLS) e observações de Microscopia Eletrônica de Transmissão (TEM) e de Força Atômica (AFM) mostraram que essas nanoestruturas foram capazes de se auto-associar em estruturas esféricas nanométricas em meio aquoso, formando micelas de diferentes tamanhos. O efeito do tamanho dos blocos hidrofílicos e hidrofóbicos na concentração micelar crítica (cmc) e na morfologia dos agregados foi investigado e todos os copolímeros foram caracterizados por medidas de Ressonância Magnética Nuclear (RMN) de 13C e 1H, Infravermelho (FTIR), Espectrometria de Massa (MS) e Cromatografia de Exclusão por Tamanho (SEC). A cmc destes copolímeros está entre 10 e 60 mg/L (determinada por técnicas de fluorescência e DLS). Os resultados também indicaram que a cmc destes copolímeros pode ser ajustada controlando o balanço entre os segmentos hidrofílicos e hidrofóbicos de suas estruturas. <br> / Abstract : This work reports the synthesis and physico-chemical characterization of a new series of amphiphilic polymers, synthesized from totally biosourced compounds by telomerization reaction of a monomer derived from glycerol, the carbonate glycerol acrylate (GCA), with two different fatty acids (oleic and lauric), using the mercaptoethanol like a telogen agent. The self-association in solution of these copolymers occurred by Dialysis method, where large compound micelles (LCM´s) were formed, consisting of a hydrophobic core and a hydrophilic shell, in aqueous solution. Dynamic and Static Light Scattering measurements (DLS and SLS), Transmission Electronic Microscopy (TEM) and Atomic Force Microscopy (AFM) observations showed these copolymers were capable of self-assembling into nanosized spherical particles in aqueous solution, forming micelles of different sizes. The effects of the segment length of both blocks in the critical micellar concentration (cmc) and morphology of agreggates were investigated. All the polymers synthesized were characterized by Nuclear Magnetic Ressonance (RMN) of 13C and 1H, Infrared (FTIR), Mass Spectroscopy (MS) and Size Exclusion Chromatography (SEC) measurements.. The cmc of these polymers is in the range of 10 - 60 mg/L (determined by fluorescence and DLS techniques). The results also indicated that the cmc values could be adjusted by controlling the balance of hydrophilic and hydrophobic segments.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2013. / Made available in DSpace on 2014-08-06T17:30:12Z (GMT). No. of bitstreams: 1 325244.pdf: 2006026 bytes, checksum: c45cb2a49d052935b78a1620436c44ff (MD5) Previous issue date: 2013 / Os diacilgliceróis são emulsificantes com alto valor agregado utilizados como aditivos funcionais em alimentos, na medicina e na indústria de cosméticos. Este trabalho apresenta informações experimentais para a obtenção de diacilgliceróis ricos em ácidos graxos ácidos graxos essenciais ômega-3 eicosapentaenóico (EPA) e docosahexaenóico (DHA), através da glicerólise enzimática de óleo de peixe, em sistemas com diferentes surfactantes de grau alimentício, utilizando a Lipozyme TL® IM como biocatalisador. Através do estudo cinético em condições reacionais pré-estabelecidas, onde foram testados os surfactantes Tween 65, Tween 80, Tween 85 e Lecitina de soja, obteve-se maior formação de diacilgliceróis (21,40%), com o Tween 65, após 48h de reação, e este surfactante foi escolhido para a continuidade do estudo através de planejamento experimental. Também foi realizado um planejamento para a reação de glicerólise sem surfactante, a fim de estudar os efeitos da interação entre enzima e o glicerol na formação de diacilgliceróis. Os experimentos foram realizados de acordo com planejamentos de experimentos pré-estabelecidos, variando a temperatura, concentração da enzima, razão molar óleo:glicerol. Para o experimento com o Tween 65, A produção máxima foi de 20,76% de diacilgliceróis em 6 horas de reação de glicerólise enzimática, à temperatura de 40 °C, concentração de enzima 25% (m/m de substrato), razão molar entre óleo de peixe e glicerol de 1:0,5, concentração de surfactante (Tween 65) de 5%. O experimento sem surfactante resultou na produção aproximada de 13,76% de diacilgliceróis, à temperatura de 70 °C, concentração de enzima de 5% (m/m de substrato), razão molar entre óleo de peixe e glicerol de 1:0,5 após 6 horas de reação.<br> / Abstract : The diglycerides are emulsifiers with high added value used as functional additives in food, medicine and cosmetics industry. This paper presents experimental data to obtain diglycerides rich in essential fatty acids omega-3 eicosapentaenoic acid ( EPA ) and docosahexaenoic fatty acid ( DHA ) by enzymatic glycerolysis fish oil, on systems with different food-grade surfactants, using the Lipozyme® TL IM as biocatalyst. Through kinetic study in pre-established reaction conditions where Tween 65, Tween 80, Tween 85 surfactant and soybean lecithin were tested yielded increased formation of diglycerides (21,40wt%), and Tween 65, 48h reaction, and this surfactant was chosen for continued study through experimental design. Was also carried out planning for the reaction glycerolysis without surfactant in order to study the effects of the interaction between enzyme and glycerol in the formation of diglycerides. The experiments were performed according to predetermined schedules of experiments varying the temperature, enzyme concentration, molar ratio of oil:glycerol. For the experiment with the Tween 65, the maximum yield was 20,76wt% of diglycerides in 6 hours of enzymatic glycerolysis reaction at a temperature of 40 °C, enzyme concentration 25wt% (based on total substrates) molar ratio between fish oil and glycerol 1:0,5, surfactant ( Tween 65) at 5wt%. The experiment without surfactant resulted in production of about 13.76wt% of diglycerides at a temperature of 70 °C, enzyme concentration of 5wt% (based on total substrates) molar ratio of fish oil and glycerol 1:0,5 after 6 hours of reaction.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:35:40Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-07-05Bitstream added on 2014-06-13T19:25:03Z : No. of bitstreams: 1 gonzales_caq_dr_guara.pdf: 2226172 bytes, checksum: 7864c5078943183c9af88b6bafe9c341 (MD5) / A combustão é um processo que pode consumir consome grandes quantidades de glicerol bruto sem requerer purificação nenhuma. No entanto, a queima do glicerol bruto não é fácil, devido, entre outras razões, à sua alta viscosidade, que dificulta o processo de atomização. O objetivo deste trabalho é realizar um estudo teórico-experimental de dois tipos de injetores para a atomização de líquidos viscosos, como o caso da mistura de glicerina + etanol. Foram projetados e construídos dois protótipos de injetor para a realização de testes comparativos: um injetor tipo Y e um injetor efervescente. Água, óleo diesel e mistura de glicerina + etanol foram usados como líquidos de teste, enquanto que ar e hélio são utilizados como gases de atomização. Para os dois atomizadores foram determinados os coeficientes de descarga, os ângulos de cone do spray e diâmetro representativo das gotas do spray. Também foram estudados os efeitos da pressão de operação e das vazões mássicas do líquido e gás de atomização sobre o desempenho do injetor. Para o injetor tipo Y, foi realizada uma análise teórica do efeito da pressão na câmara de mistura e da substituição do gás de atomização no diâmetro médio das gotas. É avaliada a equação de Wigg para determinar o diâmetro médio das gotas. Para o injetor efervescente, são avaliadas a influência da geometria e a localização dos orifícios de aeração, assim como o diâmetro do orifício de descarga sob as diferentes condições de operação / Combustion is a process which can consumes large amounts of crude glycerol without requiring any purification. However, the burning of crude glycerol is not easy due, among other reasons, to the high viscosity, which hinders of the atomization process. The objective of this work is to perform a theoretical and experimental study of two type nozzles to atomize viscous liquids, such as the case of glycerin + ethanol mixture. Two prototype injectors were designed and built for comparative testing: Y-jet nozzle and effervescent atomizer. Water, diesel and a glycerin + ethanol mixture were used as testing liquids; whereas air and helium were used as atomization gases. For two atomizers were determined the discharge coefficients, spray cone angles and the average droplet diameters of the produced sprays. Also were studied the effects of operating pressure and mass flow rates of liquid and gas on the injector performance. For the Y-jet nozzle, was performed a theoretical analysis the pressure effect in the mixing chamber, as well as substitution of the atomization gas on the average droplet diameter. The Wigg`s equation is evaluated to determine the average droplet diameter. For the effervescent nozzle, were evaluated the influence of the geometry and localization of the aeration holes, as well as the diameter of the final discharge orifice, under different operating conditions

Made available in DSpace on 2015-01-26T13:21:17Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2013-02-28Bitstream added on 2015-01-26T13:30:47Z : No. of bitstreams: 1 000802134.pdf: 2331571 bytes, checksum: 3098cbb9aa3c5c25a9cc346814de9c95 (MD5) / Na produção de biodiesel em pequena escala são comumente empregados os decantadores para separar o glicerol do biodiesel após a reação química de transesterificação do óleo com um álcool e um catalisador. Na maioria das vezes, esse processo de separação é realizado de forma manual e subjetiva por um operador que está sujeito a erros de interpretação, podendo, com isso, aumentar o custo de produção e/ou comprometer a qualidade do combustível produzido. Neste trabalho é proposta uma metodologia para o desenvolvimento e teste de um sistema eletrônico micro controlado, capaz de distinguir as fases formadas após o processo de decantação por meio de um sensor de condutividade elétrica, o qual permite o acionamento de válvulas para controle automático do direcionamento do biodiesel e do glicerol para reservatórios distintos. Essa metodologia contém a técnica de desenvolvimento abrangendo modelagem, simulação computacional, seleção de materiais, usinagem, projeto eletrônico, calibração e obtenção das características do desempenho do sensor. O sistema é composto por um painel elétrico que permite observar características do processo, através de um visor de LCD, e permite alterar as configurações do micro controlador, através da comunicação USB do equipamento com um computador. O sistema se mostrou eficiente nos testes com o biodiesel e glicerol, em processos produtivos com óleo de soja refinado, sendo que o glicerol apresentou valor de condutividade superior ao biodiesel, conforme esperado / In the production of biodiesel on a small scale decanters are commonly utilized to separate the glycerol from biodiesel produced after a chemical reaction of oil with some alcohol and a catalyst. In most cases, this separation process is done manually and subjectively by an operator that can make mistakes in interpretation, increasing the cost of production and/or compromising the quality of the fuel produced. This work presents a methodology for developing and testing of a micro controlled electronic system, capable of distinguishing the phases formed after the decanting process by means of an electrical conductivity sensor, which permits the actuation of valves in order to have an automatic control of the direction of biodiesel and glycerol for different reservoirs. This methodology contains the technical development including modeling, computer simulation, materials selection, manufacturing, electronic project, calibration and obtains the performance characteristics of the sensor. The system consists of an electrical panel, which allows to observe the process through features an LCD display and permits change the settings of microcontroller through the USB communication device with a computer. The system proved effective in tests with biodiesel and glycerol production processes with refined soybean oil, and glycerin showed conductivity value higher than biodiesel as expected