Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Nos últimos anos, a busca por fontes de energia renováveis e o desenvolvimento de novas tecnologias para a produção de biocombustíveis têm sido objeto de intensa investigação. O biodiesel é um combustível biodegradável, derivado de fontes renováveis e é obtido em escala industrial principalmente através da reação de transesterificação de óleos vegetais e/ou gorduras animais com metanol na presença de catalisadores homogêneos, como NaOH. Entretanto, a utilização de catalisadores heterogêneos tem sido sugerida por diversos autores, por apresentar vantagens como a eliminação dos problemas de separação e purificação dos produtos obtidos. No presente trabalho foi investigada a produção de biodiesel a partir da transesterificação do óleo de soja com metanol utilizando óxidos mistos de Zn e Al como catalisadores sólidos básicos. A influência das variáveis: temperatura, concentração de catalisador e relação molar metanol/óleo de soja na produção de biodiesel foi avaliada. Os catalisadores preparados apresentaram predominantemente sítios básicos e foram ativos frente à reação estudada, sendo os resultados mais promissores apresentados pelo óxido misto com relação molar Al/(Al+Zn)=0,50, obtido por tratamento térmico à 450C, que apresentou rendimentos em ésteres metílicos de até 98,5% sob condições específicas. A metodologia da superfície de resposta foi utilizada visando estabelecer as condições ótimas para maximizar o rendimento em ésteres metílicos, tendo sido encontradas a temperatura de 165oC e a concentração de catalisador de 5,8% m/m em relação massa de óleo, no caso da relação molar metanol/óleo de soja limitada em 15. Essa limitação teve como objetivo garantir um processo viável em escala comercial / Recently the search for renewable energy sources and new technologies for biofuel production have become the aim of several researches. Biodiesel is a biodegradable fuel, derived from renewable sources, and produced in industrial scale, mainly by the transesterification reaction of vegetable oils and/or animal fats with methanol, in the presence of homogeneous catalysts, such as NaOH. However the use of heterogeneous catalysts has been suggested by several authors, due to their great advantages, such as the elimination of separation problems and purification of the products. In the present work, the production of biodiesel from transesterification of soybean oil with methanol, using Zn,Al-mixed oxides as solid basic catalysts, was investigated. The influence of variables such as temperature, concentration of catalyst and methanol/soybean oil molar ratio on biodiesel production was evaluated. The catalysts prepared showed predominantly basic sites and were active for the studied reaction; and the most promising results, presented by the mixed oxide with Al/(Al + Zn) molar ratio = 0.50 obtained by heat treatment at 450C, showed methyl esters yields of up to 98.5%, under specific conditions. The response surface methodology was used to establish the optimum conditions to maximize methyl esters yield. Reaction temperature of 165oC and catalyst concentration of 5.8 wt% referred to mass of oil using methanol/soybean oil molar ratio limited by 15 were the optimum experimental conditions. This limitation had the goal to guarantee a viable commercial scale

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:41:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 MirnaFF.pdf: 726469 bytes, checksum: 081aa47437617ba8013fcd1faab3c2f1 (MD5) Previous issue date: 2006-12-18 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / In this work biodiesel was gotten through the transesterification reaction using the oil of castor as source of triglycerides and using the methylic route for obtaining of esters. For the characterization of biodiesel and its mixtures with mineral diesel oil, physical chemical parameters and several analytical techniques had been used, as well as: gas chromatography (GC), nuclear magnetic resonance of proton (1H NMR), infrared spectroscopy (IR) and thermal analysis. The chromatography confirmed the complete reaction of esters in biodiesel presenting a 97,08% conversion. The 1H - NMR presented singlet in 3,6 ppm corresponding to the hydrogen of the group ester RCOO CH3. The infrared presented a strong band in 1741 cm-1 referring to stretching C=O of ester and an average band in 1175 cm-1 referring C O deformation. With the data of thermal analysis it was possible to observe the thermal and oxidative stability of the samples changing the atmospheres of synthetic air and nitrogen, where stages of the thermal decomposition had been verified and had been attributed to the volatilization and/or decomposition of the triacylglycerides. The thermal degradation of the samples was carried through 150 and 210?C during 1, 12, 24 and 48 hours and was observed change in the thermogravimetric profile, therefore an increase in the number of stages of the thermal decomposition also occurred indicating characteristic intermediate composites of polymerization, being this confirmed through the rheological study that presented brusque increase of viscosity. The kinetic study showed that the activation energy has the following order: biodiesel > mineral diesel oil > mixtures biodiesel/diesel / Neste trabalho o biodiesel foi obtido atrav?s da rea??o de transesterifica??o usando o ?leo de mamona como fonte de triglicer?deos e utilizando a rota met?lica para obten??o dos ?steres. Para a caracteriza??o do biodiesel e das suas misturas com o diesel mineral foram utilizados par?metros f?sico qu?micos e v?rias t?cnicas anal?ticas, como: cromatografia em fase gasosa (CG), resson?ncia magn?tica nuclear de pr?tons (RMN 1H), espectrofotometria na regi?o do infravermelho (IV) e an?lise t?rmica. A cromatografia confirmou a rea??o completa dos ?steres em biodiesel apresentando uma convers?o de 97,08%. O RMN 1H apresentou o singlete em 3,6 ppm correspondente aos hidrog?nios do grupo ?ster RCOO CH3. J? o infravermelho apresentou uma banda forte em 1741 cm-1 referente ao estiramento C=O do ?ster e uma banda m?dia a 1175 cm-1 referente a deforma??o C-O. Com os dados de an?lise t?rmica foi poss?vel observar a estabilidade t?rmica e oxidativa das amostras variando as atmosferas de ar sint?tico e nitrog?nio, onde foram verificadas etapas da decomposi??o t?rmica que foram atribu?das ? volatiliza??o e/ou decomposi??o dos triacilglicer?deos. A degrada??o t?rmica das amostras foi realizada a 150 e 210?C por 1, 12, 24 e 48 horas e foi observado mudan?a no perfil termogravim?trico, pois ocorreu um aumento no n?mero de etapas da decomposi??o t?rmica indicando compostos intermedi?rios caracter?sticos de polimeriza??o, sendo este fato tamb?m confirmado atrav?s do estudo reol?gico que apresentou aumento brusco de viscosidade. O estudo cin?tico realizado mostrou que a energia de ativa??o tem a seguinte ordem: biodiesel do ?leo de mamona > diesel > misturas biodiesel/diesel mineral

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:42:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AndersonFG_DISSERT.pdf: 1945456 bytes, checksum: 6842614cc74ff1e826a7c5a7abfca129 (MD5) Previous issue date: 2013-06-03 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / The cultivation of microalgae biomass in order to produce biodiesel arises as an extremely promising aspect, in that the microalgae culture includes short cycle of reproduction, smaller areas for planting and residual biomass rich in protein content. The present dissertation evaluates the performance and features, through spectrometry in the region of infrared with transformed Fourier (FTIR) and spectrometry in the region of UVvisible (UV-Vis), of the extracted lipid material (LM) using different techniques of cell wall disruption (mechanical agitation at low and at high spin and agitation associated with cavitation). The technique of gas chromatography (GC) brought to light the success of alkaline transesterification in the conversion of oil into methyl monoesters (MME), which was also analyzed by spectroscopic techniques (FTIR, proton magnetic resonance (1H NMR) and carbon (13C NMR). Through thermogravimetric analysis (TGA) were analyzed the lipid material (LM), biodiesel and the microalgae biomass. The method which provided the best results concerning the efficiency in extraction of the LP of Monoraphidium sp. (12,51%) was by mechanical agitation at high spin (14 000 rpm), for 2 hours being the ideal time, as shown by the t test. The spectroscopic techniques (1H NMR, 13C NMR and FTIR) confirmed that the structure of methyl monoesters and the chromatographic data (CG) revealed a high content of saturated fatty acid esters (about 70%) being the major constituent eicosanoic acid (33,7%), which justifies the high thermal stability of microalgae biodiesel. The TGA also ratified the conversion rate (96%) of LM into MME, pointing out the quantitative results compatible with the values obtained through GC (about 98%) and confirmed the efficiency of the extraction methods used, showing that may be a good technique to confirm the extraction of these materials. The content of LM microalgae obtained (12,51%) indicates good potential for using such material as a raw material for biodiesel production, when compared to oil content which can be obtained from traditional oil for this use, since the productivity of microalgae per hectare is much larger and requires an extremely reduced period to renew its cultivation / O cultivo de biomassa microalgal visando ? produ??o de biodiesel desponta como uma vertente extremamente promissora, pois a cultura de microalgas inclui curto ciclo de reprodu??o, ?reas menores para o plantio e biomassa residual rica em conte?do proteico. O presente trabalho avalia o rendimento e caracter?sticas, por espectofometrias na regi?o do infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e do UV-visivel (UV-V?s), do material lip?dico (ML) extra?do empregando-se diferentes t?cnicas de rompimento da parede celular (agita??o mec?nica em baixa e em alta rota??o e agita??o associada ? cavita??o). A t?cnica de cromatografia em fase gasosa (CG) evidenciou o ?xito da transesterifica??o alcalina na convers?o do ?leo em mono?steres met?licos (MEM), que tamb?m foram analisados por t?cnicas espectrosc?picas (FTIR, resson?ncia magn?tica de pr?ton (RMN 1H) e carbono (RMN 13C). Atrav?s da termogravimetria (TG) foram analisados o material lip?dico (ML), o biodiesel e a biomassa microalgal. O m?todo que forneceu os melhores resultados quanto ? efic?cia na extra??o do ML da Monoraphidium sp. (12,51%) foi ? agita??o mec?nica sob alta rota??o (14 000 rpm) sendo de 2 horas o tempo ideal, como mostrado pelo teste t. As t?cnicas espectrosc?picas (RMN 1H, RMN 13C e FTIR) confirmaram a estrutura dos mono?steres met?licos e os dados cromatogr?ficos (CG) revelaram alto teor de ?steres de ?cidos graxos saturados (aproximadamente 70%), sendo o constituinte majorit?rio o ?cido eicosan?ico (33,7 %), fato que justifica a elevada estabilidade t?rmica do biodiesel microalgal. A TG tamb?m ratificou a taxa convers?o (96%) do ML em MEM, mostrando resultados quantitativos compat?veis com os valores obtidos pela CG (aproximadamente 98%) e confirmou a efici?ncia dos m?todos de extra??o usados, mostrando que pode ser uma boa t?cnica para confirmar a extra??o destes materiais. O teor obtido de ML microalgal (12,51 %) indica um bom potencial de uso deste material como mat?ria prima na produ??o de biodiesel, quando comparado ao teor de ?leo que pode ser obtido de oleaginosas tradicionais para este uso, j? que a produtividade das microalgas por hectare ? muito maior e exige um per?odo extremamente reduzido para renova??o de seu cultivo

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:42:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 AmandaDG.pdf: 3418517 bytes, checksum: 8b4c45093282af02fba617928f13a7de (MD5) Previous issue date: 2009-03-20 / Petr?leo Brasileiro SA - PETROBRAS / This work aims to study the effects of adding antioxidants, such as, α- tocopherol and BHT on the thermal and oxidative stability of biodiesel from cottonseed (B100). The Biodiesel was obtained through the methylical and ethylical routes. The main physical and chemical properties of cotton seed oil and the B100 were determined and characterized by FTIR and GC. The study of the efficiency of antioxidants, mentioned above, in concentrations of 200, 500, 1000, 1500, 2000ppm, to thermal and oxidative stability, was achieved by Thermogravimetry (TG), Differential Thermal Analysis (DTA), Differential Scanning Calorimetry (DSC), Differential Scanning Calorimetry - Hi-Pressure (P-DSC) and Rancimat. The Biodiesel obtained are within the specifications laid down by Resolution of ANP No7/2008. The results of TG curves show that the addition of both antioxidants, even in the lowest concentration, increases the thermal stability of Biodieseis. Through the DTA and DSC it was possible to study the physical and chemical transitions occurred in the process of volatilization and decomposition of the material under study. The initial time (OT) and temperature (Tp) of oxidation were determined through the P-DSC curve and they showed that the α-tocopherol has a pro-oxidant behavior for some high concentrations. The BHT showed better results than the α-tocopherol, with regard to the resistance to oxidation / Este trabalho tem como objetivo estudar o efeito da adi??o de agentes antioxidantes, tais como o α-tocoferol e BHT sobre a estabilidade t?rmica e oxidativa do biodiesel de algod?o (B100), obtido pelas rotas met?licas e et?licas. Foram determinadas as principais propriedades f?sico-qu?micas do ?leo de algod?o e do B100, al?m das caracteriza??es atrav?s de Espectroscopia de Absor??o na Regi?o de Infravermelho (FTIR) e Cromatografia Gasosa (CG). O estudo da efici?ncia dos antioxidantes adicionados, nas concentra??es de 200, 500, 1000, 1500 e 2000 ppm, para as estabilidades t?rmicas e oxidativa, foi realizado atrav?s da Termogravimetria (TG), An?lise T?rmica Diferencial (DTA), Calorimetria Explorat?ria Diferencial (DSC), Calorimetria Explorat?ria Diferencial sob Press?o (P-DSC) e Rancimat. As amostras de biodiesel apresentaram-se dentro das especifica??es estabelecidas pela Resolu??o da ANP No 7/2008. A adi??o de ambos os antioxidantes, mesmo em baixa concentra??o (200 ppm), aumentou a estabilidade t?rmica dos B100. Atrav?s das curvas DTA e DSC, foram estudadas as transi??es f?sico-qu?micas ocorridas no biodiesel. O tempo inicial (OIT) e temperatura (Tp) de oxida??o, determinados atrav?s das curvas P-DSC, mostraram que o α-tocoferol tem comportamento pr?-oxidante para algumas concentra??es elevadas. O BHT apresentou melhor resultado do que o α-tocoferol, com rela??o ? resist?ncia ? oxida??o

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:42:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 HellydaKTAS_DISSERT.pdf: 3306619 bytes, checksum: 6db9524bb03341082d99032fc6dfcf10 (MD5) Previous issue date: 2011-03-11 / Biodiesel is a fuel made up by mono-alkyl-esters of long chain fatty acids, derived from vegetable oils or animal fat. This fuel can be used in compression ignition engines for automotive propulsion or energy generation, as a partial or total substitute of fossil diesel fuel. Biodiesel can be processed from different mechanisms. Transesterification is the most common process for obtaining biodiesel, in which an ester compound reacts with an alcohol to form a new ester and a new alcohol. These reactions are normally catalyzed by the addition of an acid or a base. Initially sunflower, castor and soybean oil physicochemical properties are determined according to standard test methods, to evaluate if they had favorable conditions for use as raw material in the transesterification reaction. Sunflower, castor and soybean biodiesel were obtained by the methylic transesterification route in the presence of KOH and presented a yield above 93% m/m. The sunflower/castor and soybean/castor blends were studied with the aim of evaluating the thermal and oxidative stability of the biofuels. The biodiesel and blends were characterized by acid value, iodine value, density, flash point, sulfur content, and content of methanol and esters by gas chromatography (GC). Also studies of thermal and oxidative stability by Thermogravimetry (TG), Differential Scanning Calorimetry High Pressure (P-DSC) and dynamic method exothermic and Rancimat were carried out. Biodiesel sunflower and soybean are presented according to the specifications established by the Resolution ANP no 7/2008. Biodiesel from castor oil, as expected, showed a high density and kinematic viscosity. For the blends studied, the concentration of castor biodiesel to increased the density, kinematic viscosity and flash point. The addition of castor biodiesel as antioxidant in sunflower and soybean biodiesels is promising, for a significant improvement in resistance to autoxidation and therefore on its oxidative stability. The blends showed that compliance with the requirements of the ANP have been included in the range of 20-40%. This form may be used as a partial substitute of fossil diesel / Biodiesel ? um combust?vel constitu?do por mono-alquil-?steres de ?cidos graxos de cadeias longas, derivado de ?leos vegetais ou gordura animal. Este combust?vel pode ser utilizado em motores de igni??o por compress?o para a propuls?o de ve?culos autom?veis ou gera??o de energia, como um substituto parcial ou total de diesel f?ssil combust?vel. O biodiesel pode ser processado a partir de diferentes mecanismos. A transesterifica??o ? o processo mais comum para obten??o do biodiesel, em que um ?ster reage com um ?lcool para formar outro ?ster e um novo ?lcool. Essas rea??es s?o normalmente catalisadas pela adi??o de um ?cido ou uma base. Inicialmente, foram determinadas as propriedades f?sico-qu?micas dos ?leos de girassol, mamona e soja de acordo com as especifica??es de metodologias de teste padronizadas, com o intuito de avaliar se os mesmos possu?am condi??es favor?veis para serem utilizados como mat?ria-prima na rea??o de transesterifica??o. O biodiesel desses ?leos foi obtido atrav?s da rea??o de transesterifica??o pela rota met?lica, fazendo uso de KOH no preparo do catalisador (met?xido de pot?ssio). O rendimento das rea??es de transesterifica??o foi acima de 93% m/m. Os biocombust?veis e as blends foram caracterizados pelos ?ndices de acidez e iodo, ponto de fulgor, pela massa espec?fica, pelos teores de enxofre, metanol e ?steres. As estabilidades t?rmica e oxidativa foram avaliadas atrav?s da Termogravimetria (TG), da Calorimetria Explorat?ria Diferencial sob Press?o (P-DSC) pelos m?todos din?mico e isot?rmico, e do Rancimat. As amostras de biodiesel de girassol e soja apresentaram conformidade com as especifica??es estabelecidas pela Resolu??o ANP no 7/2008. O biodiesel de mamona, como esperado, apresentou elevadas massa espec?fica e viscosidade cinem?tica. A adi??o do biodiesel de mamona como antioxidante ao biodiesel de girassol e de soja ? promissora, pois promoveu uma melhora significativa na resist?ncia ? auto-oxida??o e, por conseguinte, na estabilidade oxidativa de ambos. Para as blends estudadas, o aumento da concentra??o de biodiesel de mamona contribuiu para um aumento da massa espec?fica, viscosidade cinem?tica e ponto de fulgor. As blends que apresentaram conformidade ?s exig?ncias da ANP foram ?quelas compreendidas na faixa de 20-40% de biodiesel de mamona adicionado, o que as tornam candidatas ? substituta do diesel f?ssil

Submitted by Cláudia Bueno (claudiamoura18@gmail.com) on 2016-02-04T13:32:20Z No. of bitstreams: 2 Dissertação - Regiane Lopes dos Santos - 2010.pdf: 2296508 bytes, checksum: 8c7da40e51ba04f72f1319279074de08 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Approved for entry into archive by Luciana Ferreira (lucgeral@gmail.com) on 2016-02-11T11:27:11Z (GMT) No. of bitstreams: 2 Dissertação - Regiane Lopes dos Santos - 2010.pdf: 2296508 bytes, checksum: 8c7da40e51ba04f72f1319279074de08 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-11T11:27:12Z (GMT). No. of bitstreams: 2 Dissertação - Regiane Lopes dos Santos - 2010.pdf: 2296508 bytes, checksum: 8c7da40e51ba04f72f1319279074de08 (MD5) license_rdf: 23148 bytes, checksum: 9da0b6dfac957114c6a7714714b86306 (MD5) Previous issue date: 2010-10-01 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / Potassium tetratitanate (K2Ti4O9) and sodium trititanate (Na2Ti3O7) were synthesized by solid state reaction at 800°C and wet impregnated using Mg2+/La3+ or nanoparticles of MgO/La2O3 varying ion/oxide content in 1, 5 or 10% of matrix weight. MgO and La2O3 synthesized by precipitation method and their mean crystallite size calculated in 11 nm and 72 nm, respectively. Synthesized materials were characterized by X ray diffractometry, termogravimetry, N2 adsorption, mid-infrared spectroscopy, transmission electron microscopy and they were applied on transesterification reactions using mixtures of methyl acetate/ethanol and ethyl acetate/methanol. Interlayer distance calculated for solids is about 8 Å. Impregnation of ion/oxide in matrices K2Ti4O9 and Na2Ti3O7 produced structural changes like loss of crystallinity for some of them including peak broadening or disappearing. All synthesized materials, after burning in an atmosphere of N2 (g), lost mass related to the exit of surface water and interlamellar water. Materials showed low surface area, with values below 5 m2/g. In general, powder utilized had conversion rates between 10 and 80%. Emphasis should be given to pure matrices which presented conversions rates equal or higher than impregnated powders, and the use of matrix K2Ti4O9 led to better results. Among the oxides chosen for impregnation, higher efficiency was observed for MgO. Some powders were reused for the same reactions and its activity decreased in each reaction cycle. Reaction mixture analysis after reuse tests to K2Ti4O9 revealed partial leaching of K+ ions, however XRD patterns profile analysis did not show structural changes occurrence. A proposal to explain layered titanate activity on transesterification reactions is made based on acid-base properties of layers and output of K+ from interlamellar area. / Tetratitanato de potássio (K2Ti4O9) e trititanato de sódio (Na2Ti3O7) foram sintetizados por meio de síntese no estado sólido a 800°C, impregnados por via úmida utilizando Mg2+/La3+ ou nanopartículas de MgO/La2O3 variando o teor do íon/óxido em 1, 5 ou 10% em relação à massa da matriz. MgO e La2O3 foram sintetizados por precipitação e tiveram seu diâmetro médio de cristalito calculados em 11 nm e 72 nm, respectivamente. Os materiais sintetizados foram caracterizados por difratometria de raios X, termogravimetria, fisissorção de N2(g), espectroscopia na região do infravermelho médio, microscopia eletrônica de transmissão e foram aplicados em reações de transesterificação utilizando misturas reacionais acetato de metila/etanol e acetato de etila/metanol. A distância interlamelar calculada para os sólidos é da ordem de 8 Å. A impregnação dos íons/óxidos nas matrizes K2Ti4O9 e Na2Ti3O7 produziu mudanças estruturais incluindo perda de cristalinidade para algumas delas incluindo alargamento ou desaparecimento de picos. Todos os materiais sintetizados, após queima sob atmosfera de N2(g), perderam massa relativa à saída de água superficial e água interlamelar. Os materiais apresentaram baixa área superficial, com valores abaixo de 5 m2/g. De um modo geral, os pós utilizados tiveram taxas de conversão entre 10 e 80%. Destaque deve ser dado às matrizes puras que apresentaram taxas de conversão iguais ou superiores aos pós impregnados, sendo que o uso da matriz K2Ti4O9 levou aos melhores resultados. Dentre os óxidos escolhidos para a impregnação, a eficiência maior foi observada para MgO. Alguns pós foram reutilizados para as mesmas reações e a atividade diminuiu a cada ciclo de reação. A análise da mistura reacional após os testes de reuso para a matriz K2Ti4O9 revelou lixiviação parcial de íons K+, entretanto a análise do perfil dos padrões de DRX dos pós após reuso não revelou a ocorrência de mudanças estruturais. Uma proposta para explicar a atividade dos titanatos lamelares nas reações de transesterificação é feita baseando-se nas propriedades ácido-base das lamelas e na saída de íons K+ da região interlamelar.

As características nutricionais de produtos alimentícios têm sido cada vez mais valorizadas pelo mercado consumidor em função da constante preocupação com os efeitos dos alimentos na saúde. O sucesso de um produto alimentício no mercado, entretanto, depende também de suas características físicas, tais como espalhabilidade, aparência e impressões sensoriais dos alimentos na boca. Estas características desempenham papel fundamental no processamento industrial e na aceitabilidade do produto pelo consumidor. Neste contexto, o presente projeto teve como objetivo avaliar o efeito da transesterificação enzimática da gordura de leite com óleo de soja na composição e na textura do produto alimentício obtido, empregando como catalisador lipase de Aspergillus niger previamente imobilizada em suporte híbrido polissiloxano-álcool polivinílico. Em uma primeira etapa, as matérias-primas foram caracterizadas quanto à umidade, índices de acidez, saponificação, peróxido e iodo, propriedades reológicas e térmicas. Em seguida, os materiais de partida foram misturados em diferentes proporções seguindo um planejamento experimental estatístico de misturas, e empregados nas reações de transesterificação. As variáveis resposta foram os índices de acidez, saponificação, iodo e peróxido, as propriedades de textura consistência e dureza, e o grau de transesterificação. Os resultados obtidos mostraram que os índices de acidez, saponificação, peróxido e iodo apresentaram uma dependência linear em função da fração mássica de gordura de leite tanto para a mistura das matérias-primas como para os produtos transesterificados. Com relação às propriedades de textura, modelos estatísticos foram compostos e permitiram verificar que a transesterificação promoveu uma diminuição tanto da consistência quanto da dureza nas misturas contendo proporções superiores a 50% de gordura de leite. As misturas preparadas com frações de gordura inferiores a este valor praticamente não sofreram alterações de textura após a reação. A avaliação da composição dos produtos obtidos demonstrou que as amostras correspondentes à gordura de leite pura e às misturas contendo 67 e 75% desta, apresentaram modificações no perfil de triacilgliceróis (TAGs), mostrando de forma geral diminuição na concentração dos TAGs C34-C38 e C54 e aumento dos TAGs C24-C30 e C44-C50. A reação empregando gordura de leite pura resultou em um grau de transesterificação (5,20%) mais elevado em relação ao óleo puro (3,33%), o que pode estar diretamente relacionado à especificidade da enzima pelos ácidos graxos presentes nesta gordura. O grau de transesterificação mais elevado (10,75%) foi obtido para a mistura contendo 67% de gordura de leite. Os resultados indicaram que a transesterificação de misturas contendo 50-67% de gordura de leite resultou em produtos com melhores propriedades de textura (espalhabilidade) sob temperatura de refrigeração em comparação à manteiga, à gordura de leite ou à simples mistura física com igual composição, sendo os valores de consistência e dureza pelo menos 32% menores em comparação à manteiga. Portanto, o desenvolvimento experimental deste trabalho permitiu demonstrar a viabilidade da transesterificação enzimática de uma mistura contendo elevados teores de gordura de leite, o que resultou na preservação de parte de suas características organolépticas, obtendo-se como resultado um produto com melhores características de textura (maior espalhabilidade) e nutricionais (maior teor de ácidos graxos insaturados). / The nutritional food characteristics have been highly considered by consumers due to the constant worries with their effects on health. However, the success of a new food product in the market depends also on its physical characteristics, such as spreadability, appearance and mouthfeel. These properties are very important for industrial processing and acceptability of the product by the consumer. In this context, the objective of present project was to assess the effect of the enzymatic transesterification of milkfat with soybean oil on the composition and texture of the obtained product. For this reaction Aspergillus niger lipase previously immobilized in polysiloxane-polyvinyl alcohol hybrid matrix was chosen as catalyst. The work was carried in three steps. Firstly, raw materials were characterized regarding their humidity, acid, saponification, peroxide and iodine indexes, rheological and thermal properties. Following these, raw materials were mixed at different proportions according to a statistical mixture factorial design and used as substrate in the transesterification reactions. The response variables were acid, saponification, iodine and peroxide indexes, texture properties (consistency and hardness) and transesterification yields. Acid, saponification, peroxide and iodine indexes showed a linear dependence on the milkfat mass fraction for both physical raw materials blends and transesterified products. Regarding the texture properties, statistical models were composed and allowed verifying that the transesterification reaction decreased both consistency and hardness for substrates containing more than 50% of milkfat. No alteration in these properties was noted for substrates containing lower milkfat fraction. The evaluation of the product compositions showed that samples containing pure milkfat and mixtures containing 67 to 75% of milkfat yielded modifications in the triacylglycerols profile (TAGs) such as decreased on the C34-C38 and C54 TAGs concentrations and increased on the C24-C30 and C44-C50 TAGs concentrations. Reactions carried with pure milkfat resulted in higher transesterification yield (5.20%) as compared with pure soybean oil (3.33%), and this was related to the specificity of the enzyme for fatty acids presented in the milkfat. The highest transesterification yield (10.75%) was obtained for mixtures containing 67% of milkfat. Theses results indicated that the transesterification reactions of substrates containing 50-67% of milkfat gave products having better properties regarding the texture (more spreadability) under cooling temperature than butter, milkfat or simple physical blend at the same composition. Consistency and hardness values were at least 32% lower than data for butterfat. Therefore, the proposed experimental work allowed demonstrating that the enzymatic transesterification of a mixture containing high milkfat levels besides partially preserving the milkfat organoleptic characteristics also rendering a product with better texture (higher spreadability) and nutritional properties (higher amount of unsaturated fatty acids).

Submitted by Daniella Santos (daniella.santos@ufma.br) on 2017-11-17T19:21:39Z No. of bitstreams: 1 LeilaSilva.pdf: 1492880 bytes, checksum: c148829492dd872495deb962291e5381 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-11-17T19:21:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LeilaSilva.pdf: 1492880 bytes, checksum: c148829492dd872495deb962291e5381 (MD5) Previous issue date: 2017-06-22 / PRH 39-ANP/UFMA / The present work proposes the evaluation of electrochemical procedures for the monitoring of the conversion of babassu oil to biodiesel through glycerol analysis. Firstly, a study was carried out to evaluate the best biodiesel / water ratio for the extraction of glycerol in order to verify if the variation in biodiesel and water ratios directly influence the voltammetric response of glycerol. Subsequently, a study on the oxidation of glycerol was carried out. The electrochemical measurements were performed in a potentiostat/Autolab PGSTAT12 galvanostat coupled to a three electrode electrochemical cell: platinum disk (working electrode), a platinum wire (auxiliary electrode) and Ag/AgClSat (reference electrode). The electrochemical behavior of the glycerol oxidation was evaluated in different electrolytes by means of cyclic voltammetry, with the best conditions being established for analysis in 0.1 mol L-1 BR buffer medium (pH 12). In this medium, the glycerol had an oxidation peak around -200 mV. The analytical feasibility of the determination of glycerol in biodiesel samples was studied by means of differential pulse voltammetry and in this technique some operational parameters were optimized: deposition time (30s), deposition potential (-500 mV) and pulse amplitude (150 mV), whose values provided good electroanalytical results. After 20 minutes of reaction (time chosen as sufficient for the formation of glycerol), the analyte was extracted into the aqueous phase, as determined by the optimized voltammetric procedure. An analytical and statistical evaluation showed good linearity (r = 0.996), sensitivity (3.03 μA/mol L-1), precision (1.02% to 3.16%), detection limit (0.01 mmol L-1) and quantification limit (0.04 mmol L-1). The accuracy of the procedure was evaluated by the percentage recovery of glycerol, whose recovery values varied between 99 and 113% and indicate that the proposed method is accurate and suitable for glycerol analysis during the transesterification process. / O presente trabalho propõe a avaliação de procedimentos eletroquímicos para o monitoramento da conversão do óleo de babaçu em biodiesel através da análise de glicerol. Primeiramente, foi realizado um estudo para avaliar a melhor proporção biodiesel/água para extração do glicerol com intuito de verificar se a variação na proporção de biodiesel e água influenciam diretamente na resposta voltamétrica do glicerol. Posteriormente, realizou-se um estudo sobre a oxidação do glicerol. As medidas eletroquímicas foram realizadas em um potenciostato/galvanostato Autolab PGSTAT12 acoplado a uma célula eletroquímica de três eletrodos: disco de platina (eletrodo de trabalho), um fio de platina (eletrodo auxiliar) e Ag/AgClSat (eletrodo de referência). O comportamento eletroquímico da oxidação do glicerol foi avaliado em diferentes eletrólitos por meio da voltametria cíclica, sendo as melhores condições estabelecidas para análise em meio de tampão BR 0,1 mol L-1 (pH 12). Nesse meio, o glicerol apresentou um pico de oxidação em torno de – 200 mV. A viabilidade analítica da determinação do glicerol em amostras de biodiesel foi estudada por meio da voltametria de pulso diferencial e nesta técnica foram otimizados alguns parâmetros operacionais: tempo de deposição (30s), potencial de deposição (-500 mV) e amplitude de pulso (150 mV), cujos valores proporcionaram bons resultados eletroanalíticos. Após 20 minutos de reação (tempo escolhido como suficiente para a formação do glicerol), o analito foi extraído para a fase aquosa, sendo o mesmo determinado pelo procedimento voltamétrico otimizado. Uma avaliação analítica e estatística mostrou bons resultados de linearidade (r = 0,996), sensibilidade (3,03 μA/mol L-1), precisão (1,02% a 3,16%,), limite de detecção (0,01 mmol L-1) e limite de quantificação (0,04 mmol L-1). A exatidão do procedimento foi avaliada através da porcentagem de recuperação do glicerol, cujos valores de recuperação variaram entre 99 e 113% e indicam que o método proposto é exato e adequado para análise de glicerol durante o processo de transesterificação.

As características nutricionais de produtos alimentícios têm sido cada vez mais valorizadas pelo mercado consumidor em função da constante preocupação com os efeitos dos alimentos na saúde. O sucesso de um produto alimentício no mercado, entretanto, depende também de suas características físicas, tais como espalhabilidade, aparência e impressões sensoriais dos alimentos na boca. Estas características desempenham papel fundamental no processamento industrial e na aceitabilidade do produto pelo consumidor. Neste contexto, o presente projeto teve como objetivo avaliar o efeito da transesterificação enzimática da gordura de leite com óleo de soja na composição e na textura do produto alimentício obtido, empregando como catalisador lipase de Aspergillus niger previamente imobilizada em suporte híbrido polissiloxano-álcool polivinílico. Em uma primeira etapa, as matérias-primas foram caracterizadas quanto à umidade, índices de acidez, saponificação, peróxido e iodo, propriedades reológicas e térmicas. Em seguida, os materiais de partida foram misturados em diferentes proporções seguindo um planejamento experimental estatístico de misturas, e empregados nas reações de transesterificação. As variáveis resposta foram os índices de acidez, saponificação, iodo e peróxido, as propriedades de textura consistência e dureza, e o grau de transesterificação. Os resultados obtidos mostraram que os índices de acidez, saponificação, peróxido e iodo apresentaram uma dependência linear em função da fração mássica de gordura de leite tanto para a mistura das matérias-primas como para os produtos transesterificados. Com relação às propriedades de textura, modelos estatísticos foram compostos e permitiram verificar que a transesterificação promoveu uma diminuição tanto da consistência quanto da dureza nas misturas contendo proporções superiores a 50% de gordura de leite. As misturas preparadas com frações de gordura inferiores a este valor praticamente não sofreram alterações de textura após a reação. A avaliação da composição dos produtos obtidos demonstrou que as amostras correspondentes à gordura de leite pura e às misturas contendo 67 e 75% desta, apresentaram modificações no perfil de triacilgliceróis (TAGs), mostrando de forma geral diminuição na concentração dos TAGs C34-C38 e C54 e aumento dos TAGs C24-C30 e C44-C50. A reação empregando gordura de leite pura resultou em um grau de transesterificação (5,20%) mais elevado em relação ao óleo puro (3,33%), o que pode estar diretamente relacionado à especificidade da enzima pelos ácidos graxos presentes nesta gordura. O grau de transesterificação mais elevado (10,75%) foi obtido para a mistura contendo 67% de gordura de leite. Os resultados indicaram que a transesterificação de misturas contendo 50-67% de gordura de leite resultou em produtos com melhores propriedades de textura (espalhabilidade) sob temperatura de refrigeração em comparação à manteiga, à gordura de leite ou à simples mistura física com igual composição, sendo os valores de consistência e dureza pelo menos 32% menores em comparação à manteiga. Portanto, o desenvolvimento experimental deste trabalho permitiu demonstrar a viabilidade da transesterificação enzimática de uma mistura contendo elevados teores de gordura de leite, o que resultou na preservação de parte de suas características organolépticas, obtendo-se como resultado um produto com melhores características de textura (maior espalhabilidade) e nutricionais (maior teor de ácidos graxos insaturados). / The nutritional food characteristics have been highly considered by consumers due to the constant worries with their effects on health. However, the success of a new food product in the market depends also on its physical characteristics, such as spreadability, appearance and mouthfeel. These properties are very important for industrial processing and acceptability of the product by the consumer. In this context, the objective of present project was to assess the effect of the enzymatic transesterification of milkfat with soybean oil on the composition and texture of the obtained product. For this reaction Aspergillus niger lipase previously immobilized in polysiloxane-polyvinyl alcohol hybrid matrix was chosen as catalyst. The work was carried in three steps. Firstly, raw materials were characterized regarding their humidity, acid, saponification, peroxide and iodine indexes, rheological and thermal properties. Following these, raw materials were mixed at different proportions according to a statistical mixture factorial design and used as substrate in the transesterification reactions. The response variables were acid, saponification, iodine and peroxide indexes, texture properties (consistency and hardness) and transesterification yields. Acid, saponification, peroxide and iodine indexes showed a linear dependence on the milkfat mass fraction for both physical raw materials blends and transesterified products. Regarding the texture properties, statistical models were composed and allowed verifying that the transesterification reaction decreased both consistency and hardness for substrates containing more than 50% of milkfat. No alteration in these properties was noted for substrates containing lower milkfat fraction. The evaluation of the product compositions showed that samples containing pure milkfat and mixtures containing 67 to 75% of milkfat yielded modifications in the triacylglycerols profile (TAGs) such as decreased on the C34-C38 and C54 TAGs concentrations and increased on the C24-C30 and C44-C50 TAGs concentrations. Reactions carried with pure milkfat resulted in higher transesterification yield (5.20%) as compared with pure soybean oil (3.33%), and this was related to the specificity of the enzyme for fatty acids presented in the milkfat. The highest transesterification yield (10.75%) was obtained for mixtures containing 67% of milkfat. Theses results indicated that the transesterification reactions of substrates containing 50-67% of milkfat gave products having better properties regarding the texture (more spreadability) under cooling temperature than butter, milkfat or simple physical blend at the same composition. Consistency and hardness values were at least 32% lower than data for butterfat. Therefore, the proposed experimental work allowed demonstrating that the enzymatic transesterification of a mixture containing high milkfat levels besides partially preserving the milkfat organoleptic characteristics also rendering a product with better texture (higher spreadability) and nutritional properties (higher amount of unsaturated fatty acids).

Solvent-borne thermally cured coil-coating resins contain large amounts of volatile organic solvents in order to obtain suitable flow for film application. This work describes how the expensive and environmental hazardous volatile organic solvent content of a solvent-borne thermally cured polyester/melamine coil-coating system can be reduced by introduction of fatty acid methyl esters (FAMEs) as reactive diluents and modification of the polyester binder resin. The evaluated reactive diluents, two rape seed methyl esters (RMEs), two linseed oil methyl esters (LMEs), and a tall oil methyl ester (TOME) have been evaluated both in a fully formulated clear-coat system and via model studies. Viscosity measurements of wet paint mixtures showed that formulations with hyperbranched polyester binder hold lower viscosity than conventional polyester binder resins and that FAME works as a diluent. Fully formulated clear-coats were cured under simulated industrial coil-coating cure conditions and in a convection oven at lower temperatures respectively. FAME increases the mobility of the system enhancing the film formation process. Free-standing clear-coat films were analyzed with Raman, carbon-14 dating, extraction, dynamic mechanical analysis, and visual observation. Incorporation of FAME could not be confirmed by Raman analysis. However, carbon-14 dating indicated the presence of FAME that could not be extracted from the films. The mechanical properties of the films were also affected by the addition of FAMEs, oven temperature, choice of co-solvent, and flash-off period. Conventional film characterization tests on substrate supported coatings indicated that binder resin structure and cure conditions affect the final film properties. Model studies were performed to clarify how FAME can chemically react through transesterification with the hydroxyl-groups of the polyester. The transesterification reaction between different FAMEs and primary alcohols with and without tertiary hydrogen was monitored with 1H-NMR and real time IR. Evaporation and side reactions, e.g. alkene reactions, are competing factors to the transesterification reaction. The study showed that fatty acid structure, reaction time, and temperature affect the transesterification conversion, degree of side reactions, and choice of catalyst. A pigmented fully formulated polyester/melamine formulation with a reactive diluent was cured at full scale in an industrial coil-coating production facility. Evaluation of the final film properties showed that the coating fulfills the specification of conventional polyester/melamine coil-coating systems. / QC 20100817