Nesta tese investiga-se e avalia-se a combustão direta da glicerina bruta e loira, co-produto e derivado, respectivamente, do processo de fabricação do biodiesel como alternativa de aproveitamento energético sustentável. Focaliza-se especialmente nos aspectos ambiental, técnico e econômico considerando as emissões, a transferência de calor associada e os aspectos operacionais como o eixo principal do estudo. Visa aumentar o conhecimento atual a respeito e contribuir para a melhoria das perspectivas da indústria do biodiesel e de uma parte da população. Para a combustão de glicerina bruta proveniente do processo de fabricação de biodiesel de sebo bovino desenvolveu-se um queimador tipo vórtice para glicerina bruta, avaliaram-se e quantificaram-se as emissões de óxidos de enxofre e nitrogênio, monóxido e dióxido de carbono, hidrocarbonetos totais, formaldeído, acetaldeído e acroleína, sendo também avaliados os efeitos mutagênicos potenciais dos gases produzidos. Da mesma forma foi estudada a composição físico-química, poder calorífico, decomposição térmica e a transferência de calor associada, além dos parâmetros operacionais da combustão, entre eles, a relação ar-combustível, temperatura de chama adiabática e o desempenho geral do processo para diferentes coeficientes de excesso de ar. Os ensaios foram desenvolvidos utilizando-se uma fornalha flamo tubular dotada de 12 câmaras calorimétricas e totalmente instrumentada com sensores de temperatura e sondas para análise contínua de gases em analisadores automáticos, fornecimento e controle de água de resfriamento e sistema de captação de dados em tempo real. Adicionalmente aos requisitos do estudo, foi necessário o desenvolvimento de sistemas e equipamentos auxiliares como a unidade de acondicionamento e alimentação de glicerina bruta e métodos de filtragem. Paralelamente, os efeitos mutagênicos e tóxicos foram avaliados sobre o bio-sensor Tradescantia (Clone KU-20), adaptando câmaras de intoxicação e técnicas de análise biológica desenvolvidas previamente. Os resultados foram processados, avaliados e comparados com as emissões e comportamento observado durante a combustão direta do óleo diesel, constatando-se que a combustão direta de glicerina bruta é um processo viável e suas emissões de CO, NOx, \'SO IND.2\' e HCT foram em média 39%, 75%, 69% e 38% respectivamente menores do que as do óleo diesel, porém o material particulado emitido pela glicerina bruta, e ainda mais pela loira, foi várias vezes superior do que com óleo diesel. Do mesmo modo, o nível de acroleína detectado no gás de combustão de glicerina bruta (214 ppbv) aparentemente não representa perigo para a população. Igualmente a energia produzida a partir da glicerina bruta resultou 61% e 58% mais barata do que com óleo diesel e glicerina loira respectivamente em condições semelhantes. No entanto, certamente verificou-se que a combustão de glicerina bruta é um processo tecnicamente mais complexo quando comparado com a dos combustíveis convencionais e evidenciou-se a necessidade de fazer um controle adequado das partículas emitidas para avançar no desenvolvimento do processo. Desta forma o presente estudo constitui-se em uma fonte importante de informação sobre a glicerina bruta e outros combustíveis similares para autoridades ambientais, indústrias e pesquisadores. / This thesis investigated and evaluated on the assessment of the direct combustion of crude and technical glycerin, by-product and derivative respectively of Brazilian biodiesel manufacture process, as an alternative of sustainable energy use. The main axis of the study were the environmental, technical and economical aspects, focusing in emissions, heat transfer and the operational parameters associated with the combustion of crude and technical glycerin. It aims to increase the knowledge on the matter and contribute to the improvement of the economic and environmental perspective of biodiesel industry and isolated populations. It was evaluated the combustion of crude glycerin from bovine tallow biodiesel and technical glycerin from soy biodiesel process. Due to commercial unavailability of a capable burner for burning glycerin, a swirl burner was developed for crude and technical glycerin combustion, but it was also used successfully in other alternative fuels as raw bovine tallow and diesel. Emissions of sulphur and nitrogen oxides, total hydrocarbons, carbon monoxide, carbon dioxide, formaldehyde, acetaldehyde and acrolein were analyzed and quantified. Similarly, the mutagenic potential of gases was evaluated, as well as the calorific power, thermal decomposition behavior, the associated heat transfer and fundamentals operational parameters such as adiabatic flame temperature, air-fuel ratio and others. A experimental technique for mutagenic and toxicological effects assessment of combustion gases was analyzed and standardized, as well as the calorific power, the associate heat transfer and fundamentals operational parameters. The study was developed using a fully instrumented flame tube furnace, a swirl burner, continuous gas analyzers, a chromatograph, a thermogravimetric analyzer, automatic data acquisition systems and other auxiliary equipment. The mutagenic potential of the combustion gases was studied on biosensor Tradescantia clone KU-20 assay, using chambers of intoxication and biological analytical techniques previously developed and others specially adapted. The results were compared with the performance of diesel at similar conditions and finding that the direct combustion of crude glycerin is a feasible process. In addition, the emissions of CO, NOx, \'SO IND.2\' and THC were 39%, 75%, 69% and 38% correspondingly smaller than those of diesel. The particulate matter emitted by crude glycerin combustion and even more, by technical glycerin, was several times higher than those emitted by the diesel. Also, the emission of acrolein detected in flue gas from crude glycerin (214 ppbv), apparently have not represents danger to the population. Simultaneously was observed that the energy produced from crude glycerin was 61% and 58% cheaper than the energy from diesel and technical glycerin respectively under similar conditions. But certainly, it was found that the crude glycerin combustion is a more complex process compared with the combustion of conventional fuels.

Os compostos carbonílicos (CC) são compostos altamente tóxicos. A exposição humana aos CC ocorre a partir da inalação de seus vapores, contato com a pele e ingestão através dos alimentos e geração endógena. Dentre estes CCs, podemos citar, acroleína (ACR), Glioxal (GO), Metil-Glioxal (MGO). O 2-propenal, também conhecido como acroleína (ACR). Este composto é um aldeído eletrofílico, α-β insaturado altamente reativo, incolor, que está presente no ambiente (presente no ar e na água devido à combustão incompleta de madeira, petróleo, carvão, plásticos, tabaco), em alimentos (frituras, bebidas alcoólicas), e ainda é um composto produzido endogenamente (ação de mieloperoxidases na degradação de treonina, degradação de drogas anti-câncer, lipoperoxidação de ácidos graxos poli-insaturados, especialmente no Sistema Nervoso Central- SNC). Fortes evidências (tanto in vitro quanto in vivo) tem mostrado que a ACR gera forte estresse oxidativo (principalmente por depleção de glutationa - GSH), exercendo assim forte influência no início e progressão de doenças crônicas relacionadas ao estresse oxidativo, tais como câncer, doenças neurodegenerativas, aterosclerose, diabetes. Dado a relevância do tema, recentemente a atenção da comunidade científica tem sido focada em entender como a ACR altera o estado-redox celular e principalmente procurar alternativas farmacológicas para atenuar a sua toxicidade. Dentre estas alternativas, estão os compostos com atividade antioxidante e os compostos com atividade diretamente quelante da acroleína, como compostos ricos em grupamentos tióis (SH), compostos nitrogenados (amino compostos) e compostos de ocorrência natural (ácido ascórbico, tocoferol e polifenóis). O uso de plantas medicinais pela população mundial é muito significativo e neste cenário se encaixa o guaraná amazônico (Paullinia cupana, var. Sorbilis). O seu uso tem se disseminado mundialmente principalmente nas bebidas energéticas. Adicionalmente vários estudos produzidos independentemente por diversos grupos de pesquisa sugerem ter o guaraná ação: cardiotônica e cardioprotetora, energética, atividade anti-bacteriana, antioxidante, efeito anti-obesidade, termogênico, atividade contra lesões gástricas, quimiopreventivo, anti-depressivo e anti-mutagênico. Nesta tese demonstramos pela primeira vez que: 1- o extrato de guaraná amazônico possui forte atividade antioxidante frente a várias espécies reativas; 2- atenua o decréscimo de viabilidade induzida por compostos carbonílicos (ACR, GO e MGO) aumentando a viabilidade celular e diminuindo o estresse oxidativo em experimentos com culturas de células SH-SY5Y; 3 – Exerce efeitos antioxidantes no soro de ratos sem exercer efeitos pro-oxidantes no sistema nervoso central e fígado quando administrado sozinho; 4 – Atenua de forma significativa a toxicidade e dano oxidativo induzidos pela acroleína em ratos, se mostrando como uma possível alternativa preventiva promissora para atenuar o dano oxidativo induzido compostos carbonílicos reativos. / The carbonyl compounds (CC) are highly toxic compounds. Human exposure to CC occurs from inhalation of vapors, skin contact and ingestion through food and endogenous generation. Among these CCs, such as, acrolein (ACR), Glyoxal (GO), Methyl Glyoxal (MGO). The 2-propenal, also known as acrolein (ACR) is an electrophilic, α-β unsaturated, highly, reactive aldehyde, which is present in the enviroment (in the air and the water due to the incomplete combustion of wood, petroleum, coal, plastics, tobacco), in foods (fried foods, alcoholic beverages), and produced endogenously (myeloperoxidase-induced degradation threonine, degradation of anti-cancer drugs, lipid peroxidation of polyunsaturated fatty acids, especially in the nervous system Central- CNS). Strong evidence (both in vitro and in vivo) has shown that the ACR generates marked oxidative stress (mainly depletion of glutathione - GSH), thereby exerting strong influence on the onset and progression of chronic diseases associated with oxidative stress, such as cancer, neuro-degenerative diseases, atherosclerosis, diabetes. Regarding the relevance, recently the attention of the scientific community has been focused on understanding how the ACR changes the cellular redox-state and mainly seek for pharmacological alternatives to mitigate its toxicity. Among these alternatives are compounds with antioxidant activity and compounds which can directly scavenge acrolein such as thiol (SH), nitrogen compounds (amino compounds) and naturally-occurring compounds (ascorbic acid, tocopherol and polyphenols). The use of medicinal plants for the world's population is very significant, in this scenario we have the Amazon guarana (Paullinia cupana var. Sorbilis). Its use has spread worldwide mainly in energy drinks. Additionally several independente studies suggest guarana’s action: cardiotonic and cardioprotective, energy, anti-bacterial activity, antioxidant, anti-obesity effect thermogenic, activity against gastric lesions, chemopreventive, anti depressant and anti-mutagenic. In this study, we demonstrated for the first time: 1. Amazon guarana has strong antioxidant activity against several reactive species; 2 attenuates the decrease in cabonyl compounds-induced cell viability (ACR, GO, MGO) increasing cell viability and reducing oxidative stress; 3 - exerts antioxidant effects in the serum of rats without exerting pro-oxidant effects in the central nervous system and liver when administered alone; 4 - significantly attenuates the toxicity and oxidative damage induced by acrolein in rats showing a promising preventive alternative to alleviate the oxidative damage induced by reactive carbonyls.

108 f. / Submitted by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2013-04-08T14:18:11Z No. of bitstreams: 1 Dissertação - Camila Santana Carriço.pdf: 3281348 bytes, checksum: a3b9881e9a61204bb28727d3345e0e1e (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Hilda Fonseca(anahilda@ufba.br) on 2013-06-06T15:31:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação - Camila Santana Carriço.pdf: 3281348 bytes, checksum: a3b9881e9a61204bb28727d3345e0e1e (MD5) / Made available in DSpace on 2013-06-06T15:31:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação - Camila Santana Carriço.pdf: 3281348 bytes, checksum: a3b9881e9a61204bb28727d3345e0e1e (MD5) Previous issue date: 2012 / CAPES / O aproveitamento do glicerol excedente pela conversão catalítica a produtos de maior valor agregado vem sendo bastante estudado no sentido de dar um destino mais nobre a este coproduto, valorizando a cadeia produtiva do biodiesel. Dentre os processos de conversão catalítica do glicerol destaca-se a sua desidratação a acroleína, um produto de grande interesse da Química Fina, que pode ser utilizada como matéria-prima para a produção de ácido acrílico, polímeros superabsorventes produtos farmacêuticos, entre outros. Os zeólitos são catalisadores bastante ativos para a desidratação do glicerol a acroleína, devido às suas propriedades ácidas e texturais, mas sua principal limitação é a rápida desativação por formação de coque, como resultado da acidez excessiva e dos pequenos diâmetros de poros encontrados nestes materiais. Uma alternativa promissora é o uso de materiais derivados de zeólitos de precursores lamelares, que permitem ajuste das propriedades ácidas e texturais através de processos de pilarização e exfoliação. Neste trabalho, o precursor lamelar de estrutura MWW foi sintetizado nas razões molares SiO2/Al2O3 = 30, 50 e 80, e convertidos ao zeólito MCM-22 por calcinação, ao derivado pilarizado com SiO2, conhecido como MCM-36 e ao derivado exfoliado, denominado ITQ-2. As amostras foram caracterizadas por DRX, FTIR, TG/DTG, análise textural, MEV e TPD-NH3. Os materiais foram avaliados na reação de desidratação do glicerol à acroleína em fase gasosa e os parâmetros reacionais temperatura, tempo de contato (W/F) e concentração de glicerol foram ajustados com o zeólito MCM-22 na razão molar SiO2/Al2O3 = 30. As condições que favoreceram maiores conversões e seletividades foram empregadas para avaliar os materiais MCM-36 e ITQ-2. Os difratogramas de raios-X comprovaram que a síntese dos materiais foi bem sucedida, apresentando os picos característicos da topologia MWW. A análise textural mostra uma diminuição do volume de microporos e um aumento do volume de mesoporos, consistente com os processos de pilarização e exfoliação do precursor lamelar de estrutura MWW. O processo de exfoliação aumenta a acessibilidade aos sítios ácidos, enquanto a pilarização provoca o bloqueio dos sítios ácidos de natureza zeolítica e criação de novos sítios ácidos devidos aos pilares de SiO2. O melhor desempenho do MCM-36 na conversão de glicerol pode ser associado a sua dupla porosidade, a qual não permite que os canais/sítios ativos sejam obstruídos pela formação de resíduos carbonáceos, e consequentemente, permite que este material seja ativo por mais tempo, no entanto apresenta baixa seletividade a acroleína e formação de subprodutos gasosos. O ITQ-2 mostrou-se altamente seletivo a acroleína, resultado da maior densidade de sítios ácidos e maior acessibilidade aos sítios zeolíticos presentes nas semicavidades superficiais das lamelas. Em todos os materiais o aumento da razão molar SiO2/Al2O3 resulta num decréscimo da conversão do glicerol e da seletividade à acroleína. O principal mecanismo de desativação destes materiais é a formação de coque, que pode ser eliminado por tratamento em atmosfera oxidante a 500°C. O ITQ-2 apresentou uma boa recuperação em três ciclos reacionais / Salvador

Os compostos carbonílicos (CC) são compostos altamente tóxicos. A exposição humana aos CC ocorre a partir da inalação de seus vapores, contato com a pele e ingestão através dos alimentos e geração endógena. Dentre estes CCs, podemos citar, acroleína (ACR), Glioxal (GO), Metil-Glioxal (MGO). O 2-propenal, também conhecido como acroleína (ACR). Este composto é um aldeído eletrofílico, α-β insaturado altamente reativo, incolor, que está presente no ambiente (presente no ar e na água devido à combustão incompleta de madeira, petróleo, carvão, plásticos, tabaco), em alimentos (frituras, bebidas alcoólicas), e ainda é um composto produzido endogenamente (ação de mieloperoxidases na degradação de treonina, degradação de drogas anti-câncer, lipoperoxidação de ácidos graxos poli-insaturados, especialmente no Sistema Nervoso Central- SNC). Fortes evidências (tanto in vitro quanto in vivo) tem mostrado que a ACR gera forte estresse oxidativo (principalmente por depleção de glutationa - GSH), exercendo assim forte influência no início e progressão de doenças crônicas relacionadas ao estresse oxidativo, tais como câncer, doenças neurodegenerativas, aterosclerose, diabetes. Dado a relevância do tema, recentemente a atenção da comunidade científica tem sido focada em entender como a ACR altera o estado-redox celular e principalmente procurar alternativas farmacológicas para atenuar a sua toxicidade. Dentre estas alternativas, estão os compostos com atividade antioxidante e os compostos com atividade diretamente quelante da acroleína, como compostos ricos em grupamentos tióis (SH), compostos nitrogenados (amino compostos) e compostos de ocorrência natural (ácido ascórbico, tocoferol e polifenóis). O uso de plantas medicinais pela população mundial é muito significativo e neste cenário se encaixa o guaraná amazônico (Paullinia cupana, var. Sorbilis). O seu uso tem se disseminado mundialmente principalmente nas bebidas energéticas. Adicionalmente vários estudos produzidos independentemente por diversos grupos de pesquisa sugerem ter o guaraná ação: cardiotônica e cardioprotetora, energética, atividade anti-bacteriana, antioxidante, efeito anti-obesidade, termogênico, atividade contra lesões gástricas, quimiopreventivo, anti-depressivo e anti-mutagênico. Nesta tese demonstramos pela primeira vez que: 1- o extrato de guaraná amazônico possui forte atividade antioxidante frente a várias espécies reativas; 2- atenua o decréscimo de viabilidade induzida por compostos carbonílicos (ACR, GO e MGO) aumentando a viabilidade celular e diminuindo o estresse oxidativo em experimentos com culturas de células SH-SY5Y; 3 – Exerce efeitos antioxidantes no soro de ratos sem exercer efeitos pro-oxidantes no sistema nervoso central e fígado quando administrado sozinho; 4 – Atenua de forma significativa a toxicidade e dano oxidativo induzidos pela acroleína em ratos, se mostrando como uma possível alternativa preventiva promissora para atenuar o dano oxidativo induzido compostos carbonílicos reativos. / The carbonyl compounds (CC) are highly toxic compounds. Human exposure to CC occurs from inhalation of vapors, skin contact and ingestion through food and endogenous generation. Among these CCs, such as, acrolein (ACR), Glyoxal (GO), Methyl Glyoxal (MGO). The 2-propenal, also known as acrolein (ACR) is an electrophilic, α-β unsaturated, highly, reactive aldehyde, which is present in the enviroment (in the air and the water due to the incomplete combustion of wood, petroleum, coal, plastics, tobacco), in foods (fried foods, alcoholic beverages), and produced endogenously (myeloperoxidase-induced degradation threonine, degradation of anti-cancer drugs, lipid peroxidation of polyunsaturated fatty acids, especially in the nervous system Central- CNS). Strong evidence (both in vitro and in vivo) has shown that the ACR generates marked oxidative stress (mainly depletion of glutathione - GSH), thereby exerting strong influence on the onset and progression of chronic diseases associated with oxidative stress, such as cancer, neuro-degenerative diseases, atherosclerosis, diabetes. Regarding the relevance, recently the attention of the scientific community has been focused on understanding how the ACR changes the cellular redox-state and mainly seek for pharmacological alternatives to mitigate its toxicity. Among these alternatives are compounds with antioxidant activity and compounds which can directly scavenge acrolein such as thiol (SH), nitrogen compounds (amino compounds) and naturally-occurring compounds (ascorbic acid, tocopherol and polyphenols). The use of medicinal plants for the world's population is very significant, in this scenario we have the Amazon guarana (Paullinia cupana var. Sorbilis). Its use has spread worldwide mainly in energy drinks. Additionally several independente studies suggest guarana’s action: cardiotonic and cardioprotective, energy, anti-bacterial activity, antioxidant, anti-obesity effect thermogenic, activity against gastric lesions, chemopreventive, anti depressant and anti-mutagenic. In this study, we demonstrated for the first time: 1. Amazon guarana has strong antioxidant activity against several reactive species; 2 attenuates the decrease in cabonyl compounds-induced cell viability (ACR, GO, MGO) increasing cell viability and reducing oxidative stress; 3 - exerts antioxidant effects in the serum of rats without exerting pro-oxidant effects in the central nervous system and liver when administered alone; 4 - significantly attenuates the toxicity and oxidative damage induced by acrolein in rats showing a promising preventive alternative to alleviate the oxidative damage induced by reactive carbonyls.

Submitted by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2016-04-29T15:57:07Z No. of bitstreams: 1 Dissertação Maurício Brandão dos Santos.pdf: 3641159 bytes, checksum: 88e0cb2e8aa02b484840cb026ee24d5f (MD5) / Approved for entry into archive by Ana Hilda Fonseca (anahilda@ufba.br) on 2016-05-12T16:07:25Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação Maurício Brandão dos Santos.pdf: 3641159 bytes, checksum: 88e0cb2e8aa02b484840cb026ee24d5f (MD5) / Made available in DSpace on 2016-05-12T16:07:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação Maurício Brandão dos Santos.pdf: 3641159 bytes, checksum: 88e0cb2e8aa02b484840cb026ee24d5f (MD5) / CAPES / A produção de biodiesel no Brasil é hoje uma realidade, mas para que o processo seja economicamente viável faz-se necessário o aproveitamento do glicerol obtido como coproduto. Produtos mais rentáveis podem ser obtidos por diversas rotas catalíticas. A acroleína que é um intermediário químico na produção de ácido acrílico e seus polímeros pode ser obtida pela desidratação de glicerol, em fase gasosa. Esta reação é favorecida sobre catalisadores ácidos, especialmente os zeólitos. Estes materiais são aluminossilicatos microporosos, com estrutura tridimensional e acidez que pode ser ajustada pela razão molar SiO2/Al2O3. A depender da estrutura do zeólito, de sua acidez e propriedades texturais, podem ser obtidas altas conversões e seletividades na desidratação do glicerol a acroleína, em fase gasosa, mas geralmente observa-se rápida desativação pela deposição de coque. Os melhores resultados de conversão de glicerol na literatura foram obtidos com o zeólito H-β e o H-ZSM-5. Porém, apesar do zeólito ferrierita apresentar baixa conversão e da não existência de estudos exploratórios dessa topologia na literatura Kim e colaboradores apontam melhores seletividades a acroleína para o zeólito ferrieita. O zeólito ferrierita (FER) é composto estruturalmente por canais com anéis de dez membros intersectados perpendicularmente a canais formados por anéis de oito membros. A síntese hidrotérmica estática deste zeólito pode ser realizada em meio hidróxido ou fluoreto. Ademais, diferentes composições de gel de síntese são encontradas na literatura utilizando diferentes agentes direcionadores de estrutura. Neste trabalho a síntese do zeólito ferrierita foi realizada utilizando etilenodiamina, em meio hidróxido e piridina e/ou n-butilamina para o meio fluoreto, com diferentes razões molares SiO2/Al2O3. Os materiais foram caracterizados e avaliados cataliticamente na desidratação do glicerol a acroleína em fase gasosa. A utilização de ar sintético como gás de arraste, regenera sítios ácidos coqueados nas primeiras horas de teste catalítico e, mantém a conversão de glicerol e a seletividade a acroleína praticamente constantes nas demais horas de reação. A medida que aumenta a razão SiO2/Al2O3 maior a fração de sítios ácidos moderados e melhor o desempenho catalítico. A temperatura de 300ºC foi a que conduziu melhores atividades para os zeólitos obtidos nos dois meios. A medida que se aumenta o tempo espacial, maior a seletividade a acroleína. A variação da razão H2O/glicerol indicou que, mesmo com o aumento da concentração de glicerol para 50%, se obteve resultados de conversão e seletividades próxima àquelas da solução 36,6%, o que é de extrema importância no aproveitamento de glicerol. Os catalisadores obtidos em meio fluoreto apresentaram ativos na desidratação do glicerol, mesmo apresentando menor densidade total de sítios ácidos. Além disso, estes catalisadores após teste catalítico apresentam baixa desativação e pouca percentagem de coque deposita / Biodiesel production in Brazil is a reality, but that the process is economically viable it is necessary the use of glycerol obtained as co-product. Various catalytic routes can obtain most profitable products. The acrolein, which is a chemical intermediate in the production of acrylic acid and its polymers, can be obtained by dehydration of glycerol in the gas phase. This reaction is favored over acid catalysts, especially zeolites. These materials are microporous aluminosilicates with three dimensional structure and acidity can be adjusted by the SiO2/Al2O3 molar ratio. Depending on the zeolite structure, acidity and textural properties can be obtained in high conversions and selectivities dehydration of glycerol to acrolein in the gas phase, but typically observed rapid deactivation by coking. The best conversion of glycerol results in the literature have been obtained with H-β zeolite and H-ZSM-5. However, despite the ferrierite zeolite have low conversion and lack of exploratory studies of this topology in literature Kim et al. point out best selectivities for acrolein ferrieita zeolite. The zeolite ferrierite (FER) consists structurally by channels with rings ten members intersected perpendicularly to channels formed by rings of eight members. The static hydrothermal synthesis of the zeolite can be performed in the middle hydroxide or fluoride. Furthermore, different synthesis gel compositions are found in the literature using different drivers agents structure. In this paper the synthesis of zeolite ferrierite as performed using ethylenediamine in the middle hydroxide and pyridine and/ or n- butylamine in fluoride medium with different SiO2/Al2O3 molar ratios. The materials were characterized and evaluated in the catalytic dehydration of glycerol to acrolein in the gas phase. The use of synthetic air as carrier gas, regenerates the coque in the acid sites in the early hours of catalytic test and keeping the conversion of glycerol and the selectivity to acrolein nearly constant in the remaining hours of reaction. As increases the SiO2/Al2O3 higher the fraction of moderate acid sites and the best catalytic performance. The temperature was 300°C led to the best activities for the zeolites obtained in two ways. As one increases the space time, the higher the selectivity to acrolein. The variation of the ratio H2O/glycerol indicated that even with increasing glycerol concentration for 50% conversion was obtained results and those of the next solution selectivity 36.6%, which is extremely important in the use of glycerol. The catalysts obtained in medium fluoride had assets in glycerol dehydration, even with lower total density of acid sites. Further, these catalysts after the catalytic test and deactivation have low low percentage of deposited coke.

Os compostos carbonílicos (CC) são compostos altamente tóxicos. A exposição humana aos CC ocorre a partir da inalação de seus vapores, contato com a pele e ingestão através dos alimentos e geração endógena. Dentre estes CCs, podemos citar, acroleína (ACR), Glioxal (GO), Metil-Glioxal (MGO). O 2-propenal, também conhecido como acroleína (ACR). Este composto é um aldeído eletrofílico, α-β insaturado altamente reativo, incolor, que está presente no ambiente (presente no ar e na água devido à combustão incompleta de madeira, petróleo, carvão, plásticos, tabaco), em alimentos (frituras, bebidas alcoólicas), e ainda é um composto produzido endogenamente (ação de mieloperoxidases na degradação de treonina, degradação de drogas anti-câncer, lipoperoxidação de ácidos graxos poli-insaturados, especialmente no Sistema Nervoso Central- SNC). Fortes evidências (tanto in vitro quanto in vivo) tem mostrado que a ACR gera forte estresse oxidativo (principalmente por depleção de glutationa - GSH), exercendo assim forte influência no início e progressão de doenças crônicas relacionadas ao estresse oxidativo, tais como câncer, doenças neurodegenerativas, aterosclerose, diabetes. Dado a relevância do tema, recentemente a atenção da comunidade científica tem sido focada em entender como a ACR altera o estado-redox celular e principalmente procurar alternativas farmacológicas para atenuar a sua toxicidade. Dentre estas alternativas, estão os compostos com atividade antioxidante e os compostos com atividade diretamente quelante da acroleína, como compostos ricos em grupamentos tióis (SH), compostos nitrogenados (amino compostos) e compostos de ocorrência natural (ácido ascórbico, tocoferol e polifenóis). O uso de plantas medicinais pela população mundial é muito significativo e neste cenário se encaixa o guaraná amazônico (Paullinia cupana, var. Sorbilis). O seu uso tem se disseminado mundialmente principalmente nas bebidas energéticas. Adicionalmente vários estudos produzidos independentemente por diversos grupos de pesquisa sugerem ter o guaraná ação: cardiotônica e cardioprotetora, energética, atividade anti-bacteriana, antioxidante, efeito anti-obesidade, termogênico, atividade contra lesões gástricas, quimiopreventivo, anti-depressivo e anti-mutagênico. Nesta tese demonstramos pela primeira vez que: 1- o extrato de guaraná amazônico possui forte atividade antioxidante frente a várias espécies reativas; 2- atenua o decréscimo de viabilidade induzida por compostos carbonílicos (ACR, GO e MGO) aumentando a viabilidade celular e diminuindo o estresse oxidativo em experimentos com culturas de células SH-SY5Y; 3 – Exerce efeitos antioxidantes no soro de ratos sem exercer efeitos pro-oxidantes no sistema nervoso central e fígado quando administrado sozinho; 4 – Atenua de forma significativa a toxicidade e dano oxidativo induzidos pela acroleína em ratos, se mostrando como uma possível alternativa preventiva promissora para atenuar o dano oxidativo induzido compostos carbonílicos reativos. / The carbonyl compounds (CC) are highly toxic compounds. Human exposure to CC occurs from inhalation of vapors, skin contact and ingestion through food and endogenous generation. Among these CCs, such as, acrolein (ACR), Glyoxal (GO), Methyl Glyoxal (MGO). The 2-propenal, also known as acrolein (ACR) is an electrophilic, α-β unsaturated, highly, reactive aldehyde, which is present in the enviroment (in the air and the water due to the incomplete combustion of wood, petroleum, coal, plastics, tobacco), in foods (fried foods, alcoholic beverages), and produced endogenously (myeloperoxidase-induced degradation threonine, degradation of anti-cancer drugs, lipid peroxidation of polyunsaturated fatty acids, especially in the nervous system Central- CNS). Strong evidence (both in vitro and in vivo) has shown that the ACR generates marked oxidative stress (mainly depletion of glutathione - GSH), thereby exerting strong influence on the onset and progression of chronic diseases associated with oxidative stress, such as cancer, neuro-degenerative diseases, atherosclerosis, diabetes. Regarding the relevance, recently the attention of the scientific community has been focused on understanding how the ACR changes the cellular redox-state and mainly seek for pharmacological alternatives to mitigate its toxicity. Among these alternatives are compounds with antioxidant activity and compounds which can directly scavenge acrolein such as thiol (SH), nitrogen compounds (amino compounds) and naturally-occurring compounds (ascorbic acid, tocopherol and polyphenols). The use of medicinal plants for the world's population is very significant, in this scenario we have the Amazon guarana (Paullinia cupana var. Sorbilis). Its use has spread worldwide mainly in energy drinks. Additionally several independente studies suggest guarana’s action: cardiotonic and cardioprotective, energy, anti-bacterial activity, antioxidant, anti-obesity effect thermogenic, activity against gastric lesions, chemopreventive, anti depressant and anti-mutagenic. In this study, we demonstrated for the first time: 1. Amazon guarana has strong antioxidant activity against several reactive species; 2 attenuates the decrease in cabonyl compounds-induced cell viability (ACR, GO, MGO) increasing cell viability and reducing oxidative stress; 3 - exerts antioxidant effects in the serum of rats without exerting pro-oxidant effects in the central nervous system and liver when administered alone; 4 - significantly attenuates the toxicity and oxidative damage induced by acrolein in rats showing a promising preventive alternative to alleviate the oxidative damage induced by reactive carbonyls.

Nesta tese investiga-se e avalia-se a combustão direta da glicerina bruta e loira, co-produto e derivado, respectivamente, do processo de fabricação do biodiesel como alternativa de aproveitamento energético sustentável. Focaliza-se especialmente nos aspectos ambiental, técnico e econômico considerando as emissões, a transferência de calor associada e os aspectos operacionais como o eixo principal do estudo. Visa aumentar o conhecimento atual a respeito e contribuir para a melhoria das perspectivas da indústria do biodiesel e de uma parte da população. Para a combustão de glicerina bruta proveniente do processo de fabricação de biodiesel de sebo bovino desenvolveu-se um queimador tipo vórtice para glicerina bruta, avaliaram-se e quantificaram-se as emissões de óxidos de enxofre e nitrogênio, monóxido e dióxido de carbono, hidrocarbonetos totais, formaldeído, acetaldeído e acroleína, sendo também avaliados os efeitos mutagênicos potenciais dos gases produzidos. Da mesma forma foi estudada a composição físico-química, poder calorífico, decomposição térmica e a transferência de calor associada, além dos parâmetros operacionais da combustão, entre eles, a relação ar-combustível, temperatura de chama adiabática e o desempenho geral do processo para diferentes coeficientes de excesso de ar. Os ensaios foram desenvolvidos utilizando-se uma fornalha flamo tubular dotada de 12 câmaras calorimétricas e totalmente instrumentada com sensores de temperatura e sondas para análise contínua de gases em analisadores automáticos, fornecimento e controle de água de resfriamento e sistema de captação de dados em tempo real. Adicionalmente aos requisitos do estudo, foi necessário o desenvolvimento de sistemas e equipamentos auxiliares como a unidade de acondicionamento e alimentação de glicerina bruta e métodos de filtragem. Paralelamente, os efeitos mutagênicos e tóxicos foram avaliados sobre o bio-sensor Tradescantia (Clone KU-20), adaptando câmaras de intoxicação e técnicas de análise biológica desenvolvidas previamente. Os resultados foram processados, avaliados e comparados com as emissões e comportamento observado durante a combustão direta do óleo diesel, constatando-se que a combustão direta de glicerina bruta é um processo viável e suas emissões de CO, NOx, \'SO IND.2\' e HCT foram em média 39%, 75%, 69% e 38% respectivamente menores do que as do óleo diesel, porém o material particulado emitido pela glicerina bruta, e ainda mais pela loira, foi várias vezes superior do que com óleo diesel. Do mesmo modo, o nível de acroleína detectado no gás de combustão de glicerina bruta (214 ppbv) aparentemente não representa perigo para a população. Igualmente a energia produzida a partir da glicerina bruta resultou 61% e 58% mais barata do que com óleo diesel e glicerina loira respectivamente em condições semelhantes. No entanto, certamente verificou-se que a combustão de glicerina bruta é um processo tecnicamente mais complexo quando comparado com a dos combustíveis convencionais e evidenciou-se a necessidade de fazer um controle adequado das partículas emitidas para avançar no desenvolvimento do processo. Desta forma o presente estudo constitui-se em uma fonte importante de informação sobre a glicerina bruta e outros combustíveis similares para autoridades ambientais, indústrias e pesquisadores. / This thesis investigated and evaluated on the assessment of the direct combustion of crude and technical glycerin, by-product and derivative respectively of Brazilian biodiesel manufacture process, as an alternative of sustainable energy use. The main axis of the study were the environmental, technical and economical aspects, focusing in emissions, heat transfer and the operational parameters associated with the combustion of crude and technical glycerin. It aims to increase the knowledge on the matter and contribute to the improvement of the economic and environmental perspective of biodiesel industry and isolated populations. It was evaluated the combustion of crude glycerin from bovine tallow biodiesel and technical glycerin from soy biodiesel process. Due to commercial unavailability of a capable burner for burning glycerin, a swirl burner was developed for crude and technical glycerin combustion, but it was also used successfully in other alternative fuels as raw bovine tallow and diesel. Emissions of sulphur and nitrogen oxides, total hydrocarbons, carbon monoxide, carbon dioxide, formaldehyde, acetaldehyde and acrolein were analyzed and quantified. Similarly, the mutagenic potential of gases was evaluated, as well as the calorific power, thermal decomposition behavior, the associated heat transfer and fundamentals operational parameters such as adiabatic flame temperature, air-fuel ratio and others. A experimental technique for mutagenic and toxicological effects assessment of combustion gases was analyzed and standardized, as well as the calorific power, the associate heat transfer and fundamentals operational parameters. The study was developed using a fully instrumented flame tube furnace, a swirl burner, continuous gas analyzers, a chromatograph, a thermogravimetric analyzer, automatic data acquisition systems and other auxiliary equipment. The mutagenic potential of the combustion gases was studied on biosensor Tradescantia clone KU-20 assay, using chambers of intoxication and biological analytical techniques previously developed and others specially adapted. The results were compared with the performance of diesel at similar conditions and finding that the direct combustion of crude glycerin is a feasible process. In addition, the emissions of CO, NOx, \'SO IND.2\' and THC were 39%, 75%, 69% and 38% correspondingly smaller than those of diesel. The particulate matter emitted by crude glycerin combustion and even more, by technical glycerin, was several times higher than those emitted by the diesel. Also, the emission of acrolein detected in flue gas from crude glycerin (214 ppbv), apparently have not represents danger to the population. Simultaneously was observed that the energy produced from crude glycerin was 61% and 58% cheaper than the energy from diesel and technical glycerin respectively under similar conditions. But certainly, it was found that the crude glycerin combustion is a more complex process compared with the combustion of conventional fuels.

Propriedades benéficas são associadas ao consumo moderado de vinho devido à presença dos compostos fenólicos. Uma dose diária de vinho de até 200 ou 300 mL é sugerida para mulheres e homens, respectivamente. Entretanto, dentre os compostos presentes nos vinhos, podem ser encontrados compostos carbonílicos tóxicos, como o formaldeído, acroleína, acetaldeído, furfural e carbamato de etila, os quais tem sido associados a efeitos adversos à saúde humana, incluindo o câncer. O objetivo deste trabalho foi desenvolver e validar um método para a quantificação simultânea destes compostos tóxicos através da microextração em fase sólida no modo headspace associada à cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas quadrupolar no modo de monitoramento de íons selecionados (HS-SPME- GC/qMS-SIM) e caracterizar o risco relacionado à exposição a estes compostos. Quatro etapas da vinificação (uva, mosto, após a fermentação alcoólica e vinho) e vinhos comercialmente disponíveis foram analisados com o uso da GC/qMS-SIM após verificar as coeluições através da cromatografia gasosa bidimensional abrangente acoplada ao detector de espectrometria de massas por tempo de voo (GC×GC- TOFMS). O acetaldeído e a acroleína derivatizados coeluíram na primeira dimensão cromatográfica com o limoneno e o hexanoato de metila, respectivamente. Em função disso, foram escolhidos como íons quantificadores na análise por GC/qMS, íons que não foram encontrados no espectro de massas dos compostos coeluídos. Os parâmetros de validação (LOD, LOQ, recuperação, repetibilidade e reprodutibilidade) mostraram que a HS-SPME-GC/qMS-SIM é adequada para quantificar simultaneamente os cinco compostos tóxicos. A acroleína foi encontrada em concentrações similares na uva e mosto, e não foi detectada após a fermentação alcoólica e no vinho. O acetaldeído foi detectado em menores concentrações no mosto e em maiores níveis após a fermentação alcoólica. A concentração de furfural foi maior nas uvas do que nas demais etapas. O carbamato de etila não foi detectado nas etapas da vinificação e nos vinhos comerciais. Os níveis de formaldeído ficaram entre os valores de LOD e LOQ em todas as etapas da vinificação e nos vinhos comerciais. Além disso, nos vinhos comercialmente disponíveis, a acroleína foi encontrada em 50% das amostras, o acetaldeído e o furfural estavam presentes em todas as amostras. O único composto cuja ingestão pode representar risco a saúde é a acroleína. Dessa forma, este estudo contribuiu para identificar os pontos críticos de controle relacionados à presença de compostos tóxicos durante a vinificação, incluindo a produção do acetaldeído durante a fermentação alcoólica e a contaminação das uvas com acroleína e furfural através do ar atmosférico. Além disso, os resultados da ocorrência destes compostos tóxicos em vinhos comercialmente disponíveis poderão contribuir para a criação de uma legislação nacional que estabeleça limites dos mesmos nesta bebida. / Beneficial properties are associated with moderate consumption of wine due to the presence of phenolic compounds. A daily intake of wine of up to 200 or 300 mL is suggested for women and men, respectively. However, toxic carbonyl compounds such as formaldehyde, acetaldehyde, acrolein, furfural and ethyl carbamate can be found among the compounds present in wines, which have been associated with adverse effects on human health, including cancer. The objective of this work was to develop and validate a method for simultaneous quantification of these toxic compounds through headspace solid phase microextraction associated with gas chromatography with quadrupole mass spectrometric detection in selected-ion monitoring mode (HS-SPME-GC/qMS-SIM) and characterize the risk related to exposure to these compounds. Four vinification steps (grape, must, after alcoholic fermentation and wine) and commercially available wine were analyzed using GC/qMS-SIM after checking the coelutions by comprehensive two-dimensional gas chromatography with time-of-flight mass spectrometry (GC×GC-TOFMS). The derivatized acetaldehyde and acrolein coeluted in the first chromatographic dimension with limonene and methyl hexanoate, respectively. Based on this, were chosen as quantifiers ions in GC/qMS analysis, ions that were not found in the mass spectra of the coeluted compounds. The validation parameters (LOD, LOQ, recovery, repeatability and reproducibility) showed that HS-SPME-GC/qMS-SIM is adequate to simultaneously quantify the five toxic compounds. Acrolein was found at similar concentrations in grape and must, and was not detected after alcoholic fermentation and in wine. Acetaldehyde was detected at lower concentrations in the must and at higher levels after alcoholic fermentation. The concentration of furfural was higher in the grapes than in the other stages. Ethyl carbamate was not detected in the vinification steps and in commercially wine. Formaldehyde levels were between the LOD and LOQ values at all stages of winemaking and commercial wines. In addition, in commercially available wines, acrolein was found in 50% of samples, acetaldehyde and furfural were present in all samples. The only compound whose intake may pose a health risk is acrolein. Thus, this study contributed to identify critical control point related to the presence of toxic compounds during winemaking, including the production of acetaldehyde during alcoholic fermentation and the contamination of grapes with acrolein and furfural through atmospheric air. In addition, the results of the occurrence of these toxic compounds in commercially available wines may contribute to the creation of national legislation that establishes limits of the same in this drink.

Propriedades benéficas são associadas ao consumo moderado de vinho devido à presença dos compostos fenólicos. Uma dose diária de vinho de até 200 ou 300 mL é sugerida para mulheres e homens, respectivamente. Entretanto, dentre os compostos presentes nos vinhos, podem ser encontrados compostos carbonílicos tóxicos, como o formaldeído, acroleína, acetaldeído, furfural e carbamato de etila, os quais tem sido associados a efeitos adversos à saúde humana, incluindo o câncer. O objetivo deste trabalho foi desenvolver e validar um método para a quantificação simultânea destes compostos tóxicos através da microextração em fase sólida no modo headspace associada à cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas quadrupolar no modo de monitoramento de íons selecionados (HS-SPME- GC/qMS-SIM) e caracterizar o risco relacionado à exposição a estes compostos. Quatro etapas da vinificação (uva, mosto, após a fermentação alcoólica e vinho) e vinhos comercialmente disponíveis foram analisados com o uso da GC/qMS-SIM após verificar as coeluições através da cromatografia gasosa bidimensional abrangente acoplada ao detector de espectrometria de massas por tempo de voo (GC×GC- TOFMS). O acetaldeído e a acroleína derivatizados coeluíram na primeira dimensão cromatográfica com o limoneno e o hexanoato de metila, respectivamente. Em função disso, foram escolhidos como íons quantificadores na análise por GC/qMS, íons que não foram encontrados no espectro de massas dos compostos coeluídos. Os parâmetros de validação (LOD, LOQ, recuperação, repetibilidade e reprodutibilidade) mostraram que a HS-SPME-GC/qMS-SIM é adequada para quantificar simultaneamente os cinco compostos tóxicos. A acroleína foi encontrada em concentrações similares na uva e mosto, e não foi detectada após a fermentação alcoólica e no vinho. O acetaldeído foi detectado em menores concentrações no mosto e em maiores níveis após a fermentação alcoólica. A concentração de furfural foi maior nas uvas do que nas demais etapas. O carbamato de etila não foi detectado nas etapas da vinificação e nos vinhos comerciais. Os níveis de formaldeído ficaram entre os valores de LOD e LOQ em todas as etapas da vinificação e nos vinhos comerciais. Além disso, nos vinhos comercialmente disponíveis, a acroleína foi encontrada em 50% das amostras, o acetaldeído e o furfural estavam presentes em todas as amostras. O único composto cuja ingestão pode representar risco a saúde é a acroleína. Dessa forma, este estudo contribuiu para identificar os pontos críticos de controle relacionados à presença de compostos tóxicos durante a vinificação, incluindo a produção do acetaldeído durante a fermentação alcoólica e a contaminação das uvas com acroleína e furfural através do ar atmosférico. Além disso, os resultados da ocorrência destes compostos tóxicos em vinhos comercialmente disponíveis poderão contribuir para a criação de uma legislação nacional que estabeleça limites dos mesmos nesta bebida. / Beneficial properties are associated with moderate consumption of wine due to the presence of phenolic compounds. A daily intake of wine of up to 200 or 300 mL is suggested for women and men, respectively. However, toxic carbonyl compounds such as formaldehyde, acetaldehyde, acrolein, furfural and ethyl carbamate can be found among the compounds present in wines, which have been associated with adverse effects on human health, including cancer. The objective of this work was to develop and validate a method for simultaneous quantification of these toxic compounds through headspace solid phase microextraction associated with gas chromatography with quadrupole mass spectrometric detection in selected-ion monitoring mode (HS-SPME-GC/qMS-SIM) and characterize the risk related to exposure to these compounds. Four vinification steps (grape, must, after alcoholic fermentation and wine) and commercially available wine were analyzed using GC/qMS-SIM after checking the coelutions by comprehensive two-dimensional gas chromatography with time-of-flight mass spectrometry (GC×GC-TOFMS). The derivatized acetaldehyde and acrolein coeluted in the first chromatographic dimension with limonene and methyl hexanoate, respectively. Based on this, were chosen as quantifiers ions in GC/qMS analysis, ions that were not found in the mass spectra of the coeluted compounds. The validation parameters (LOD, LOQ, recovery, repeatability and reproducibility) showed that HS-SPME-GC/qMS-SIM is adequate to simultaneously quantify the five toxic compounds. Acrolein was found at similar concentrations in grape and must, and was not detected after alcoholic fermentation and in wine. Acetaldehyde was detected at lower concentrations in the must and at higher levels after alcoholic fermentation. The concentration of furfural was higher in the grapes than in the other stages. Ethyl carbamate was not detected in the vinification steps and in commercially wine. Formaldehyde levels were between the LOD and LOQ values at all stages of winemaking and commercial wines. In addition, in commercially available wines, acrolein was found in 50% of samples, acetaldehyde and furfural were present in all samples. The only compound whose intake may pose a health risk is acrolein. Thus, this study contributed to identify critical control point related to the presence of toxic compounds during winemaking, including the production of acetaldehyde during alcoholic fermentation and the contamination of grapes with acrolein and furfural through atmospheric air. In addition, the results of the occurrence of these toxic compounds in commercially available wines may contribute to the creation of national legislation that establishes limits of the same in this drink.

Propriedades benéficas são associadas ao consumo moderado de vinho devido à presença dos compostos fenólicos. Uma dose diária de vinho de até 200 ou 300 mL é sugerida para mulheres e homens, respectivamente. Entretanto, dentre os compostos presentes nos vinhos, podem ser encontrados compostos carbonílicos tóxicos, como o formaldeído, acroleína, acetaldeído, furfural e carbamato de etila, os quais tem sido associados a efeitos adversos à saúde humana, incluindo o câncer. O objetivo deste trabalho foi desenvolver e validar um método para a quantificação simultânea destes compostos tóxicos através da microextração em fase sólida no modo headspace associada à cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas quadrupolar no modo de monitoramento de íons selecionados (HS-SPME- GC/qMS-SIM) e caracterizar o risco relacionado à exposição a estes compostos. Quatro etapas da vinificação (uva, mosto, após a fermentação alcoólica e vinho) e vinhos comercialmente disponíveis foram analisados com o uso da GC/qMS-SIM após verificar as coeluições através da cromatografia gasosa bidimensional abrangente acoplada ao detector de espectrometria de massas por tempo de voo (GC×GC- TOFMS). O acetaldeído e a acroleína derivatizados coeluíram na primeira dimensão cromatográfica com o limoneno e o hexanoato de metila, respectivamente. Em função disso, foram escolhidos como íons quantificadores na análise por GC/qMS, íons que não foram encontrados no espectro de massas dos compostos coeluídos. Os parâmetros de validação (LOD, LOQ, recuperação, repetibilidade e reprodutibilidade) mostraram que a HS-SPME-GC/qMS-SIM é adequada para quantificar simultaneamente os cinco compostos tóxicos. A acroleína foi encontrada em concentrações similares na uva e mosto, e não foi detectada após a fermentação alcoólica e no vinho. O acetaldeído foi detectado em menores concentrações no mosto e em maiores níveis após a fermentação alcoólica. A concentração de furfural foi maior nas uvas do que nas demais etapas. O carbamato de etila não foi detectado nas etapas da vinificação e nos vinhos comerciais. Os níveis de formaldeído ficaram entre os valores de LOD e LOQ em todas as etapas da vinificação e nos vinhos comerciais. Além disso, nos vinhos comercialmente disponíveis, a acroleína foi encontrada em 50% das amostras, o acetaldeído e o furfural estavam presentes em todas as amostras. O único composto cuja ingestão pode representar risco a saúde é a acroleína. Dessa forma, este estudo contribuiu para identificar os pontos críticos de controle relacionados à presença de compostos tóxicos durante a vinificação, incluindo a produção do acetaldeído durante a fermentação alcoólica e a contaminação das uvas com acroleína e furfural através do ar atmosférico. Além disso, os resultados da ocorrência destes compostos tóxicos em vinhos comercialmente disponíveis poderão contribuir para a criação de uma legislação nacional que estabeleça limites dos mesmos nesta bebida. / Beneficial properties are associated with moderate consumption of wine due to the presence of phenolic compounds. A daily intake of wine of up to 200 or 300 mL is suggested for women and men, respectively. However, toxic carbonyl compounds such as formaldehyde, acetaldehyde, acrolein, furfural and ethyl carbamate can be found among the compounds present in wines, which have been associated with adverse effects on human health, including cancer. The objective of this work was to develop and validate a method for simultaneous quantification of these toxic compounds through headspace solid phase microextraction associated with gas chromatography with quadrupole mass spectrometric detection in selected-ion monitoring mode (HS-SPME-GC/qMS-SIM) and characterize the risk related to exposure to these compounds. Four vinification steps (grape, must, after alcoholic fermentation and wine) and commercially available wine were analyzed using GC/qMS-SIM after checking the coelutions by comprehensive two-dimensional gas chromatography with time-of-flight mass spectrometry (GC×GC-TOFMS). The derivatized acetaldehyde and acrolein coeluted in the first chromatographic dimension with limonene and methyl hexanoate, respectively. Based on this, were chosen as quantifiers ions in GC/qMS analysis, ions that were not found in the mass spectra of the coeluted compounds. The validation parameters (LOD, LOQ, recovery, repeatability and reproducibility) showed that HS-SPME-GC/qMS-SIM is adequate to simultaneously quantify the five toxic compounds. Acrolein was found at similar concentrations in grape and must, and was not detected after alcoholic fermentation and in wine. Acetaldehyde was detected at lower concentrations in the must and at higher levels after alcoholic fermentation. The concentration of furfural was higher in the grapes than in the other stages. Ethyl carbamate was not detected in the vinification steps and in commercially wine. Formaldehyde levels were between the LOD and LOQ values at all stages of winemaking and commercial wines. In addition, in commercially available wines, acrolein was found in 50% of samples, acetaldehyde and furfural were present in all samples. The only compound whose intake may pose a health risk is acrolein. Thus, this study contributed to identify critical control point related to the presence of toxic compounds during winemaking, including the production of acetaldehyde during alcoholic fermentation and the contamination of grapes with acrolein and furfural through atmospheric air. In addition, the results of the occurrence of these toxic compounds in commercially available wines may contribute to the creation of national legislation that establishes limits of the same in this drink.