Submitted by Rafael Santana (rafael.silvasantana@ufpe.br) on 2018-01-31T18:26:36Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO KARINA CARVALHO.pdf: 1485827 bytes, checksum: e5262e17261208c71be0b5cc3dbe433e (MD5) / Made available in DSpace on 2018-01-31T18:26:36Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 811 bytes, checksum: e39d27027a6cc9cb039ad269a5db8e34 (MD5) DISSERTAÇÃO KARINA CARVALHO.pdf: 1485827 bytes, checksum: e5262e17261208c71be0b5cc3dbe433e (MD5) Previous issue date: 2016-04-05 / A crescente necessidade de combustíveis renováveis tem exigido iniciativas voltadas à produção de combustíveis desta natureza. Neste contexto, inserem-se as atividades industriais de criação de unidades de fabricação do produto biodiesel, obtido via transesterificação de óleos vegetais, método no qual um triglicerídeo reage com um álcool, em presença de ácido ou base forte, produzindo uma mistura de ésteres de ácidos graxos e glicerol. Atualmente, o setor de biodiesel vem buscando um mercado para absorver a glicerina produzida no processo industrial. Nesta direção, torna-se necessário o desenvolvimento de pesquisas e processos de conversão da glicerina em novos compostos com valor agregado e aplicações interessantes, contribuindo com a viabilização comercial do biodiesel. Dentro desta realidade, focando-se sobre o principal subproduto da produção do biodiesel, tem-se a síntese do (2,2-dimetil-1,3-dioxolano-4-il) metanol ou Soketal, procedente da reação de cetalização da glicerina com acetona, catalisada por um ácido. O Solketal é um composto oxigenado, com sua principal aplicação voltada para o seu uso como aditivo de combustíveis. O alvo deste trabalho foi o acompanhamento da síntese do Solketal mediante: (I) Análise do meio reacional por cromatografia gasosa, tendo o produto (solketal) e a glicerina que não reagiu aparecido no cromatograma nos tempos de retenção de aproximadamente 4,3 minutos e de 4,6 minutos, respectivamente; (II) Identificação do produto via espectrometria de massa, sendo os picos de relação massa/carga (m/z) 43 (pico base), 59, 101 e 117 os principais fragmentos observados, e sua estrutura comprovada via espectros de RMN de 1H e 13C; (III) Estudos estatísticos com relação aos fatores que influenciam a reação, obtendo-se resultados satisfatórios em relação à quantidade e tipo de catalisador, temperatura e do dispensável uso excessivo de reagentes no sistema operacional; (IV) A cinética do processo de cetalização na presença do ácido p-toluenossulfônico foi determinada segundo a evolução da conversão do glicerol e a produção do Solketal, sendo alcançada uma conversão de cerca de 90%, admitida como de equilíbrio, considerando sua constância a partir de aproximadamente 15 minutos, não se fazendo necessário o uso de tempos mais longos de operação; (V) Evidências experimentais permitiram a elaboração de um esquema reacional baseado em um mecanismo proposto para o processo, proporcionando a descrição de sua cinética. Um modelo matemático foi formulado através de balanço de massa aplicado às operações em batelada, o qual foi ajustado aos dados das evoluções de concentração do glicerol e do Solketal. Tais resultados trazem, assim, a possibilidade da orientação da investigação científica no sentido da obtenção de novos produtos derivados da glicerina com aplicação em potencial. / The growing need for renewable fuels has required initiatives to produce fuels of this nature. In this context, fall within the industrial activities to create biodiesel product manufacturing units obtained via the transesterification of vegetable oils, in which method a triglyceride is reacted with an alcohol in the presence of acid or strong base to produce a mixture of esters fatty acids and glycerol. Currently, the biodiesel industry has been searching for a market to absorb the glycerine produced in the industrial process. In this direction, it is necessary to develop research and glycerin conversion processes for new compounds with added value and interesting applications, contributing to the commercial viability of biodiesel. Within this fact, focusing on the main byproduct of biodiesel production, it is the synthesis of (2,2-dimethyl-1,3-dioxolan-4yl) methanol or Soketal, coming from the ketalization reaction of glycerin with acetone, catalyzed by an acid. The Solketal is an oxygenated compound, its main application directed to its use as a fuel additive. The aim of this study was the monitoring of the synthesis by Solketal: (I) From the reaction medium analysis by gas chromatography, the product (solketal) and glycerin unreacted appeared in the chromatogram in approximately 4.3 minute retention times and 4.6 minutes, respectively; (II) Identification of the product via mass spectrometry, and the mass ratio of peaks /charge (m/z) 43 (base peak), 59, 101 and 117 the main observed fragments, and its structure confirmed via NMR spectra 1H and 13C; (III) Statistical studies regarding the factors that influence the reaction, obtaining satisfactory results in relation to the amount and type of catalyst, temperature and unnecessary excessive use of reagents in the operating system; (IV) The kinetics of ketalization process in the presence of p-toluenesulfonic acid was determined according to the progress of conversion of the glycerol and the production of Solketal, a conversion is achieved in about 90% admitted as a balance considering its constancy in from about 15 minutes being unnecessary to use longer times of operation; (V) Experimental evidence allowed the preparation of a reaction scheme based on a proposed mechanism for the process, providing the description of its kinetics. A mathematical model was formulated through mass balance applied to operations in batch, which was fitted to the data of the concentration changes of glycerol and Solketal. These results bring thus the possibility of orientation of scientific research in order to obtain new products derived from glycerin with potential application.

Submitted by Jos? Henrique Henrique (jose.neves@ufvjm.edu.br) on 2018-11-05T21:41:01Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) adeline_cristina_pereira.pdf: 1853338 bytes, checksum: 3a89c6c8bdef22cb94ac757e146a9e2a (MD5) / Approved for entry into archive by Rodrigo Martins Cruz (rodrigo.cruz@ufvjm.edu.br) on 2018-11-10T11:58:12Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) adeline_cristina_pereira.pdf: 1853338 bytes, checksum: 3a89c6c8bdef22cb94ac757e146a9e2a (MD5) / Made available in DSpace on 2018-11-10T11:58:12Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) adeline_cristina_pereira.pdf: 1853338 bytes, checksum: 3a89c6c8bdef22cb94ac757e146a9e2a (MD5) Previous issue date: 2018 / O catalisador denominado SiO2-SO3H foi empregado em tr?s processos reacionais distintos: transesterifica??o, cetaliza??o e eterifica??o. Utilizado em uma propor??o de 20% (m/m) contendo tolueno, o SiO2-SO3H se mostrou muito eficiente no processo de transesterifica??o de triacilglicer?deos fornecendo glicerol e ?steres met?licos de ?cidos graxos (biodiesel) com um rendimento de 98%. Empregou-se o glicerol obtido como reagente em uma mistura com acetona, em um meio reacional livre de solventes e utilizando o SiO2-SO3H, obteve-se convers?o total e 100% de seletividade para o composto contendo o anel de 5 membros [(?)- 2,2-Dimetil-4-hidroximetil-1,3-dioxolano] conhecido como solketal, um produto qu?mico vers?til, com diversas aplica??es, na ind?stria de cosm?tico e farmac?utica, al?m de aditivo para diesel com a finalidade de reduzir o ponto de congelamento, melhorar as propriedades lubrificantes e aumentar a pot?ncia anti-detonante. Posteriormente realizou-se o processo de eterifica??o do solketal, empregando o catalisador SiO2-SO3H, levando a forma??o do 4,4'-[oxibis(metileno)]-bis(2,2-dimetil-1,3-dioxolano)], ??ter de di-solketal?, precursor do diglicerol, importante emulsificante das ind?strias farmac?utica e aliment?cia com 98% de rendimento. A eterifica??o do solketal foi tamb?m promovida empregando o catalisador denominado SiO2-Nb levando a forma??o do 4,4'-[oxibis(metileno)]-bis(2,2-dimetil-1,3-dioxolano)], ??ter de di-solketal? com um rendimento de 96%. / Disserta??o (Mestrado) ? Programa de P?s-gradua??o em Biocombust?veis, Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, 2018. / The catalyst called SiO2-SO3H was at the forefront of several distinct reaction processes: transesterification, ketalization and etherification. Used at a ratio of 20% (m / m) to toluene, SiO2 -SO3H became very efficient in the transesterification process of triacylglycerides, providing glycerol and fatty acid methyl esters (biodiesel) in 98% yield. The glycerol was used as reagent in a mixture with acetone, in a solvent-free reaction medium and in the use of SiO2 -SO3H, obtained and 100% total resolution for the compound with the 5-membered compound [(?) - 2,2-Dimethyl-4-hydroxymethyl-1,3-dioxolane], known as solalto, a versatile chemical with various applications in the cosmetic and pharmaceutical industry, as well as a diesel additive for freezing purpose, lubricants and increase anti-detonating power. Subsequently, the sputtering determination was carried out using the SiO2 -SO3H catalyst, leading to the formation of 4,4 '- [oxybis (methylene)] bis (2,2-dimethyl-1,3-dioxolane)], di-solketal, precursor of diglycerol, a major emulsifier of the pharmaceutical and food industries in 98% yield. The etherification of the solketal was also promoted using the catalyst called SiO2-Nb leading to the formation of 4,4 '- [oxybis (methylene)] bis (2,2-dimethyl-1,3-dioxolane)], di -solketal "in 96% yield.

Orientador: Celso Valentim Santilli / Banca: Leila Aparecida Chiavacci Favorin / Banca: Eduardo Ferreira Molina / Resumo: Neste trabalho a metodologia sol-gel foi utilizada para a preparação de materiais híbridos orgânico-inorgânicos (HOI) à base de óxido de poli-etileno (PEO), ligado de forma covalente com o agente acoplador 3(isocianatopropil) - trietoxisilano (IsoTREOS) conjugados com um material zeolítico do tipo MFI, visando aplicações como catalisador para a reação de acetilação do glicerol e assim agregar valor a esse coproduto gerado na produção do biodiesel. O objetivo desta dissertação é demonstrar que o sinergismo entre híbridos do tipo siloxano-poliéter e as zeólitas pode ser explorado na produção de hidrogéis com atividade catalítica. As análises por Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) evidenciaram a homogeneidade na dispersão do material zeolítico na matriz híbrida Os difratogramas de raios-X apresentaram os picos característicos da estrutura cristalina da zeolita ZSM-5 após a conjugação com a matriz U-PEO. Os resultados de Calorimetria Diferencial de Varredura (DSC) revelaram que não ocorre uma mudança significativa na temperatura de transição vítrea (Tg), após a conjugação da matriz híbrida com a zeólita e revelaram uma diminuição do pico endotérmico associado à fusão dos domínios cristalinos do PEO1900, indicando uma possível interação matriz-zeólita. As análises por Espectroscopia no Infravermelho com Transformada de Fourier (FTIR) confirmaram a interação entre a matriz híbrida e a zeólita pelo deslocamento das bandas associadas ao oxigênio tipo éter não coordenado. Medid... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: In this work the sol-gel methodology was used for the preparation of organic-inorganic hybrid (HOI) materials based on polyethylene oxide (PEO) - covalently bonded with the coupling agent 3 (isocyanatopropyl) triethoxysilane (IsoTREOS) conjugate with a zeolitic material of the MFI type, aiming at applications as catalyst for glycerol acetylation reaction and thus add value to this byproduct generated in biodiesel production. The objective of this dissertation is to demonstrate that the synergism between siloxane-polyether hybrids and zeolites can be explored in the production of catalytic activity hydrogels. Scanning Electron Microscopy (SEM) analyzes showed homogeneity in the dispersion of zeolite material in the hybrid matrix. XDR patterns showed the characteristic peaks of the ZSM-5 zeolite crystal structure after conjugation with the U-PEO matrix. Differential Scanning Calorimetry (DSC) results revealed that no significant change in glass transition temperature (Tg) occurs after conjugation of hybrid matrix with zeolite and revealed a decrease in endothermic peak associated with fusion of crystalline domains of PEO1900., indicating a possible matrix-zeolite interaction. Fourier Transform Infrared Spectroscopy (FTIR) analyzes confirmed the interaction between the hybrid matrix and zeolite by shifting the bands associated with uncoordinated ether oxygen. Small-angle X-ray Scattering (SAXS) measurements showed that the starting reagents in the solketal production reaction w... (Complete abstract click electronic access below) / Mestre