No description available.

Orientador: Maria Aparecida Marin Morales / Banca: Vera Maria Ferrão Vargas / Banca: Mary Rosa Rodrigues de Marchi / Banca: Danielle Palma de Oliveira / Banca: Paula Suares Rocha / Resumo: 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... (Resumo completo, clicar acesso eletrônico abaixo) / Abstract: 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) / Doutor

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.

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

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