Submitted by Marcio Filho (marcio.kleber@ufba.br) on 2017-06-06T13:03:44Z No. of bitstreams: 1 Dissertação_Lucas_Ramalho_Oliveira.pdf: 2536771 bytes, checksum: de83827d91c837566e1a2de52049db99 (MD5) / Approved for entry into archive by Vanessa Reis (vanessa.jamile@ufba.br) on 2017-06-16T15:04:45Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação_Lucas_Ramalho_Oliveira.pdf: 2536771 bytes, checksum: de83827d91c837566e1a2de52049db99 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-16T15:04:45Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação_Lucas_Ramalho_Oliveira.pdf: 2536771 bytes, checksum: de83827d91c837566e1a2de52049db99 (MD5) / O Brasil tem um grande potencial para a produção de biodisel devido à diversidade de oleagenosas encontradas em seu vasto território. Por causa desta diversidade de matérias-primas o biodiesel produzido terá propriedades diferentes e a depender de suas condições de armazenamento, clima e transporte pode haver uma variação em sua qualidade. Com a finalidade de ter uma tecnologia nacional para atestar a qualidade do biodiesel através do seu estado de oxidação, foi desenvolvido no LaPO (Laboratório de Propriedades Óticas), situado no Instituto de Física da Universidade Federal da Bahia, um equipamento chamado de Biox10, que tem a finalidade de fazer a análise oxidativa, utilizando o método Rancimat. Neste trabalho foi possível mostrar o funcionamento do software e hardware Biox10, foram mostradas também as calibrações dos sistemas de instrumentação, térmico e de ar. Bem como a validação do equipamento como um todo, comparando o tempo de prateleira do biodiesel de matriz de sebo bovino, medido com o protótipo e o tempo de prateleira obtido com o Rancimat 873. Foi aplicada a metodologia ASLT (Accelerated Shelf-Life Testing) nas temperaturas de 80 a 120 °C. Sendo assim, foi considerado o Biox10 validado já que o tempo de prateleira determinado por dois métodos de análise pelo Rancimat 873 foi, respectivamente, 2684 e 2467 horas com erro de 4,1%, enquanto que o protótipo mediu 2345 com incerteza de 7,9%.

Tese (doutorado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Ambiental, Florianópolis, 2016. / Made available in DSpace on 2017-05-23T04:10:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 345550.pdf: 5061814 bytes, checksum: 140df918d18c17d05fc6d7496d0bcc89 (MD5) Previous issue date: 2016 / Experimentos de laboratório e de campo foram conduzidos para avaliar o potencial de uma abordagem modificada da oxidação química in situ (ISCO ? do inglês: in situ chemical oxidation), pela utilização de MgO2 e partículas de Fe2O3 recuperadas do tratamento da drenagem ácida de mina (DAM), em acelerar a dissolução de compostos que comportam-se como LNAPLs (do inglês: light non-aqueous phase liquids), produzindo subprodutos que são mais solúveis e biodisponíveis, e que podem ser subsequentemente removidos por processos de biodegradação. O biodiesel de palma (B100) foi selecionado para representar um composto de baixa solubilidade em água e 100 L foram liberados em uma área de 2 m², escavada até o topo do lençol freático, a 1,8 m da superfície. Um experimento de campo previamente conduzido com 100 L de biodiesel de soja e em condições de atenuação natural monitorada, foi utilizado como controle comparativo. Os resultados indicaram um aumento na dissolução dos compostos do biodiesel, assim como, rápida e intensificada produção de subprodutos solúveis (e biodegradáveis), que foi atribuída à oxidação química parcial decorrente da abordagem modificada da ISCO (MgO2 + Fe2O3 DAM). A lenta liberação de H2O2 pela decomposição do MgO2 (referenciada neste estudo como oxidação química parcial) e produção de compostos solúveis, estimulou o crescimento bacteriano (de 106 para 1014 gene copias.g-1) e de comunidades de micro-organismos especificamente envolvidos na biodegradação dos compostos do biodiesel. As condições geoquímicas do aquífero tornaram-se anaeróbias em menos de quatro meses da liberação do B100, como evidenciado pela diminuição nos valores do potencial de oxirredução (de 259 para -137 mV) e concentração de oxigênio dissolvido (de 2,2 para 0,5 mg.L-1), produção de metano (de 0,005 para 4,9 mg L-1) e predominância de comunidades de micro-organismos anaeróbios (composta principalmente por Geobacter spp. e Desulfosporosinus spp.). De modo geral, os resultados demonstraram que a oxidação química parcial associada à biodegradação, pode ser uma estratégia viável para a remoção de compostos pouco solúveis (ex.: biodiesel), que comportam-se como LNAPLs em sistemas subsuperficiais, evitando assim os efeitos à longo prazo tipicamente observados para estes contaminantes na zona da fonte.<br> / Abstract : Batch and field experiments were conducted to assess whether a modified approach for in situ chemical oxidation (ISCO), with MgO2 and Fe2O3 particles recovered from acid mine drainage treatment (AMD), can enhance LNAPLs (light non-aqueous phase liquids) dissolution and produce bioavailable soluble compounds. This modified ISCO approach was coupled to biodegradation to further remove residual compounds by microbial-mediated processes. Palm biodiesel (B100) was chosen to represent a poorly water-soluble compound and 100 L were released to a 2 m2 area excavated down to the water table and 1.8 m below ground surface. A past adjacent B100-field experiment under natural attenuation was conducted as a baseline control. Results demonstrated the enhancement of biodiesel compound dissolution, as well as, faster and intensified production of soluble (and biodegradable) by-products due to the partial chemical oxidation of the modified ISCO approach (MgO2 + Fe2O3 AMD). The slow release of H2O2 by MgO2 decomposition (referred as partial chemical oxidation) and production of soluble compounds allowed the stimulation of microbial growth (from 106 to 1014 gene copies.g-1) and promoted a beneficial response in microbial communities involved in oxidized biodiesel compound biodegradation. Geochemical conditions of the aquifer shifted towards anaerobic at least four months of B100 release onwards as evidenced by the decrease in redox potential values (from 259 to -137 mV), dissolved oxygen concentrations (from 2.2 to 0.5 mg.L-1), methane production (from 0.005 to 4.9 mg L-1) and predominance of anaerobic microbial communities (mainly composed by Geobacter spp. and Desulfosporosinus spp.). Overall, the results demonstrated that the partial chemical oxidation coupled to biodegradation could be a feasible strategy for the removal of poorly water-soluble compounds (e.g.: biodiesel) that behave as LNAPLs in subsurface systems and avoid the long-term effects generally posed in source-zones.

CARMO, B. B. T. Proposta de modelo para seleção de fornecedores e otimização do transporte na cadeia produtiva do biodiesel com base em critérios de sustentabilidade. 2009. 160 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia de Transportes) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2009. / Submitted by Zacarias Barbosa Matias Junior (zaca@det.ufc.br) on 2013-05-24T12:37:16Z No. of bitstreams: 1 2009_dis_bbtcarmo.pdf: 2491259 bytes, checksum: 35aa012034786c7d7ead35c96ff5d19c (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2013-05-27T12:02:17Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_dis_bbtcarmo.pdf: 2491259 bytes, checksum: 35aa012034786c7d7ead35c96ff5d19c (MD5) / Made available in DSpace on 2013-05-27T12:02:17Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_dis_bbtcarmo.pdf: 2491259 bytes, checksum: 35aa012034786c7d7ead35c96ff5d19c (MD5) Previous issue date: 2009-08 / Nowadays, it is observed a world demand for renewable energies. This kind of energy must be sustainable to be considered renewable. Nowadays, the consumption of diesel is growing up and it emits greenhouse gas. To reduce this kind of emission, one alternative is biodiesel. But, when we talk about biodiesel, there are some challenges to be upper. This first one is that this chain must be competitive. There are some criteria to evaluate the chains’ competitiveness. It was observed too, that Brazil has a big potential to export this kind of fuel. However, some countries are developing some norms to evaluate if this fuel is sustainable and if it has positivesimpacts in the society. The present work create a model do evaluate biodiesel chain suppliersusing competitiveness and certification criteria identify in this chain. To this, wasused the SMARTER methodology. This model was putted together a transport optimization model. It could be observed that the “selo social” has an important impact in transportation costs. When were evaluated the competitiveness and certification evaluation models we could see that this suppliers’ evaluation model change this relationships. / Observa-se uma demanda mundial crescente por energias ditas renováveis. Dentre estas energias, encontra-se o biodiesel, que é derivado de biomassa renovável. Porém, para que esta cadeia seja competitiva, ela deve satisfazer a alguns critérios de competitividade. Existe também a possibilidade de exportação deste combustível, porém, é necessário que sejam seguidas algumas diretrizes que estão sendo elaboradas para certificação da cadeia de valor dos biocombustíveis, baseado em critérios de sustentabilidade. Assim, a presente dissertação tem por objetivo apresentar um modelo de seleção de fornecedores para as usinas de biodiesel, levando em consideração os critérios de certificação e competitividade identificados na cadeia. Para tanto, foi utilizada a metodologia SMARTER para a realização deste modelo. Este modelo foi agregado em conjunto com um modelo de otimização de transporte para a minimização dos custos envolvidos. Observou-se que o modelo apresenta aumento no custo de transporte, se forem levadas em consideração as imposições de selo social do governo federal.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química, Florianópolis, 2017. / Made available in DSpace on 2018-01-30T03:18:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 349700.pdf: 1368390 bytes, checksum: 766a8792c9f1f48a9a9749afda021df5 (MD5) Previous issue date: 2017 / Visando atender ao compromisso firmando no Tratado de Quioto, o governo brasileiro iniciou o Programa Nacional de Produção e Uso de Biodiesel. Para atender ao aumento na demanda deste combustível a produção aumentou em mais de dez vezes nos últimos 10 anos. A principal fonte oleaginosa é o óleo de soja. Para manter a competitividade do setor, outras matérias-primas têm sido avaliadas Entre elas, as residuais, por apresentarem menor custo. O processamento de resíduos apresenta desafio devido a impossibilidade do emprego de processos convencionais já consolidados no mercado. Visando preencher esta importante lacuna, este trabalho avaliou a hidroesterificação enzimática da borra de soja com uso de lipases provenientes do fungo Thermomyces lanuginosus. Os testes foram realizados em duas etapas sequenciais: iniciando pela hidrólise da matéria-prima bruta seguida da esterificação dos ácidos graxos, ambas em reator tipo batelada. Na etapa de hidrólise a melhor condição encontrada, com maior produção de ácidos graxos livres, foi com o emprego de proporção mássica de água e borra de 0,25:1, teor de 0,2% (m/m borra) de catalisador enzimático NS-40116 (Novozymes®), agitação de 450 rpm e 45 ºC, obtendo-se uma acidez final média de 25,47 ± 3,24% de desvio padrão. Sem a purificação da massa resultante da hidrólise, esta foi submetida a esterificação em reator de batelada e verificou-se a redução média da acidez em 72,85 ± 3,09%, confirmando a capacidade da enzima em hidrolisar matéria graxa e esterificar os ácidos graxos livres formados, apresentando assim uma opção para se produzir ésteres de ácidos graxos a partir de uma matéria-prima residual com o uso de processo enzimático. / Abstract : Aiming to attend to the commitment established in the Kyoto Protocol, Brazilian government established the National Program for the Production and Use of Biodiesel. To attend the increase in demand for this fuel, the production has improved more than tenfold in the last 10 years. The main oil source is soybean oil. In order to maintain the competitiveness of the sector, other raw materials have been evaluated. Among them, the residual ones, because they present a lower cost. Waste processing presents challenges due to the impossibility of using conventional processes already consolidated in the market. In order to fill this important gap, this work evaluated the enzymatic hydro esterification of soybean soap stock with the use of lipases from the fungus Thermomyces lanuginosus. The tests were carried out in two sequential stages: starting with the crude soap stock hydrolysis followed by esterification of the fatty acids, both in a batch reactor. In the hydrolysis step, the best free fatty acid production was obtained using a water and soap stock weight ratio of 0.250:1, 0.2% (w/w) of the enzyme NS-40116 (Novozymes®), agitation of 450 rpm and 45 °C, obtaining an average final acidity of 25.47 ± 3.24%. Without any purification of hydrolyzed soap stock, it was submitted to esterification in a batch reactor. The mean acid reduction was found to be 72.85 ± 3.09%, confirming the enzyme's ability to hydrolyze grease matter and to esterify the free fatty acids, thus presenting an option to produce esters of fatty acids from a residual raw material using an enzymatic process.

Este trabalho investigou a síntese e utilização de nanotubos de TiO2 como fotocatalisador na esterificação de ácidos graxos para a produção de biodiesel. Para tanto, foram sintetizados TiO2 pelo método hidrotérmico convencional e pelo método hidrotérmico assistido por micro-ondas, partindo de TiO2 comercial (P25 da Evonik) em solução concentrada de NaOH. Na síntese pelo método hidrotérmico convencional, utilizou-se uma autoclave de aço inoxidável revestida com teflon. As temperaturas investigadas foram 110°C e 130ºC, e o tempo de reação em 20h e 48h. A síntese hidrotérmica assistida por micro-ondas foi realizada em um sistema de digestão por micro-ondas em frascos com revestimento interno de teflon. As reações foram programadas a 400 W de potência nas temperaturas de 110°C, 130°C e 150°C, com tempos de reação de 1,5h e 3h. O tratamento pós-reação dos nanotubos consistiu no ajuste de pH, variando de 4 a 10, e no tratamento térmico a 450°C por 1 hora. Os nanotubos de TiO2 foram caracterizados quanto a sua cristalinidade, morfologia, área superficial, adsorção e atividade fotocatalítica. Para os experimentos de esterificação, avaliou-se as melhores condições de reação, como concentração do catalisador P25 (5, 10, 15 e 20% m/m) e razão molar metanol:ácido oleico (3:1, 6:1, 9:1 e 12:1). As melhores condições experimentais foram obtidas na concentração de 15% (m/m) de catalisador e razão 3:1 metanol:ácido oleico. Os nanotubos de TiO2 mostraram propriedades de fotocatalisador e de adsorvente, dependendo do adsorvato. As amostras de nanotubos de TiO2 que apresentaram maior eficiência fotocatalítica foram as produzidas pelo método hidrotérmico assistido por micro-ondas. Esse resultado pode ser associado à maior área superficial dos nanotubos de TiO2 assim produzidos. / This study investigates the synthesis and use of TiO2 nanoparticles as photocatalysts in the esterification of fatty acids for biodiesel production. Therefore, TiO2 were synthesized by conventional hydrothermal method and the microwave- assisted hydrothermal method, starting from commercial TiO2 (P25 Evonik) in concentrated NaOH solution. For the synthesis by the conventional hydrothermal method, we used a stainless steel autoclave lined with Teflon. The investigated temperatures were 110°C and 130°C, and the reaction times were 20 h and 48 h. The microwave-assisted hydrothermal synthesis was carried out in a microwave digestion system using vials with an inner lining of Teflon. The reactions were programmed at 400 W of power at temperatures of 110°C, 130°C, and 150°C, with reaction times of 1.5 h and 3 h. The post-reaction treatment of the nanotubes consisted of pH adjustment, ranging from 4 to 10, and calcining at 450°C for 1 hour. The nanotubes were characterized by crystallinity, morphology, surface area, adsorption, and photocatalytic activity. For the esterification experiments, we evaluated the best reaction conditions, such as P25 catalyst concentration (5, 10, 15, or 20% w/w) and methanol:oleic acid ratio (3:1, 6:1, 9:1, or 12:1). Fifteen percent catalyst and a 3:1 ratio of methanol:oleic acid were optimal for this reaction. The nanotubes had photocatalytic and adsorbent properties, depending on the adsorbate. The nanotube samples producted by the microwave-assisted hydrothermal method had the best photocatalytic efficiency. This result may be associated with higher surface area of these produced TiO2 nanotubes.

Este trabalho apresenta o estudo da polimerização de metil-ésteres epoxidados do óleo de soja (MEE), com anidrido ftálico (AF) e 2-metil-imidazol (2MI) utilizando biodiesel (BD) do óleo de soja como solvente, assim como a caracterização dos produtos obtidos. A região de gelificação para o sistema MEE/AF/2MI, na ausência de BD como solvente, foi determinada pela teoria de Flory, estando compreendida entre as frações molares de MEE (XMEE) 0,33 a 0,54. A composição estequiométrica experimental do sistema MEE/AF/2MI na ausência de BD como solvente foi determinada através da avaliação da entalpia de polimerização (H), estando próxima a XMEE=XAF=0,5. H superiores a 76 J/g foram observados para as amostras compreendidas na região de gelificação teórica. Posteriormente, a composição estequiométrica foi mantida fixa e foram produzidos diversos polímeros variando apenas a quantidade BD como solvente. Os parâmetros cinéticos e termodinâmicos da polimerização em meio de solvente foram avaliados via DSC. Os resultados mostram que BD atua como solvente na reação de polimerização e que há um efeito de compensação entre a Energia de Ativação e o logaritmo do fator pré-exponencial. O aspecto físico e a solubilidade dos polímeros produzidos estão de acordo com o previsto pela teoria de Flory. Os testes de inchamento sugerem que o grau de reticulação é propriedade intrínseca do sistema reacional, pouco afetado pela presença do solvente. O comportamento térmico foi investigado utilizando as técnicas de DSC e TGA. O sistema apresenta duas transições térmicas na faixa de -13 a 20°C. As amostras apresentam duas faixas de degradação, sendo a primeira correspondente a inclusão do BD no retículo, o qual foi eliminado via o processamento térmico aqui proposto. O efeito da compensação foi novamente observado no estudo da cinética de degradação térmica. Ensaios de tensão-deformação por compressão-plana demonstram que os polímeros possuem características de materiais dúcteis. A morfologia das amostras foi investigada pela técnica de Microscopia Eletrônica de Varredura e indicam que o aumento da percentagem de BD na amostra aumenta a rugosidade e presença de domínios vazios na matriz polimérica. / This work present the polymerization study of the epoxidized methyl esters (MEE) obtained from soybean oil, with phthalic anhydride (AF) and 2-methyl-imidazole (2MI) using soybean oil biodiesel (BD) as solvent, as well as the products characterization. The gelation region for the system MEE/AF/2MI without BD was determined using the Flory’s theory and it occurs for MEE molar fraction (XMEE) between 0.33 to 0.54. The evaluation of the polymerization enthalpy (H) indicates that the experimental stoichiometric composition of the system MEE/AF/2MI without solvent is near to XMEE=XAF=0.5. H values higher than 76 J/g were observed for samples located in the theoretical gelation region. After, the stoichiometric composition was fixed and different polymers were produced varying only the amount of BD as a solvent. Kinetics and thermodynamics parameters of the polymerization using solvent were evaluated by DSC technique. The results show that BD acts as solvent in the polymerization reaction and a compensation effect between activation energy and pre-exponential factor logarithm was observed. The physical aspects and solubility experiments demonstrated the validity of the predictions by Flory’s theory. The swelling tests suggest that the crosslink degree is an intrinsic property of the system and it is practically unaffected by the solvent. The thermal behavior was investigated using DSC and TGA techniques. The system presents two thermal transitions in the range between -13 to 20°C. The samples demonstrated two degradations; the first is related to the BD in the network, which was eliminated by the thermal treatment. The compensation effect was observed in the thermal degradation kinetics. Stress-strain curves evaluated by plane strain compression show that the polymers behave as ductile materials. The morphology of the samples was investigated by scanning electron microscopy and indicates that the increase in %BD increases the roughness and the presence of voids in the polymeric matrix.

Dissertação (mestrado) - Universidade Federal de Santa Catarina, Centro Tecnológico, Programa de Pós-Graduação em Engenharia de Alimentos, Florianópolis, 2014 / Made available in DSpace on 2015-02-05T21:02:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 329200.pdf: 1265917 bytes, checksum: 71396389e4a9bd8a1b986ba9d36b95c4 (MD5) Previous issue date: 2014 / A maior parte de toda a energia consumida no mundo provém do petróleo, do carvão e do gás natural. Essas fontes são limitadas e esgotáveis, e causam danos ambientais, sendo estes, os motivos para a utilização de fontes alternativas de energia. O presente trabalho teve como objetivo avaliar a produção de ésteres etílicos por rota enzimática utilizando gordura de suíno e etanol como substratos e a enzima Lipozyme TL IM como catalisador. A produção dos ésteres etílicos foi realizada em modo batelada e foi estudada a cinética de reação durante 24 horas para determinar o tempo que seria utilizado nos planejamentos experimentais (18 h). A partir dos estudos preliminares foi realizado um planejamento experimental do tipo Plackett-Burman, para 12 ensaios, 5 variáveis e 2 níveis, com triplicata do ponto central. As variáveis estudadas na produção enzimática de ésteres etílicos foram a temperatura de reação (50, 60 e 70 °C), a concentração de derivado enzimático (5-15 % m/m), a concentração de água (5-15 % m/m), o volume do solvente (4-12 mL) e a razão molar entre a gordura de suíno e o etanol (1:3-1:6). Depois de observadas as variáveis significativas e não significativas realizou-se um planejamento fatorial completo 2³ com triplicata do ponto central, totalizando 11 experimentos. A melhor conversão (82,35 %) foi obtida no experimento com razão molar gordura de suíno:etanol de 1:6, concentração de água de 5 % m/m e concentração de derivado enzimático de 15 % m/m. Finalmente, para verificar a melhor condição encontrada no planejamento fatorial completo 23 foi realizado um estudo cinético nas temperaturas (35, 45 e 55 °C), concentração de água de 5 e 10 % m/m e concentração de derivado enzimático de 10 e 15 % m/m, e as melhores condições encontradas foi na temperatura de 45°C, na concentração de água de 5 % e na concentração de derivado enzimático de 15 % com uma conversão de 88, 35 %. Diante disto, a produção enzimática de ésteres etílicos a partir da gordura suína mostrou um processo sustentável e com grande potencial para ser aplicado nas indústrias de biodiesel, sendo esta uma boa opção para a valorização deste subproduto da indústria suína.<br> / Abstract: Most of all energy consumed in the world comes from sources such as petroleum, coal and natural gas. Due to these sources are limited, exhaustible and have caused environmental damage, alternative energy sources are being studied and used. The present work aimed to evaluate the production of ethyl esters via enzymatic transesterification using swine fat and ethanol as substrates and the enzyme Lipozyme TL IM as catalyst. Esters were produced in batch mode and reaction kinetics was studied along 24 hours to determine the time to be used in the experimental designs (18 h). First, it was used a Plackett-Burman experimental design for 12 runs and 5 two-level variable, with triplicate of the center point. The variables assessed for the enzymatic production of ethyl esters were reaction temperature (from 50 to 70 °C), enzyme concentration derivative (from 5 to 15 wt%), water concentration (from 5 to 15 wt%), solvent volume (from 4 to 12 mL) and swine fat to ethanol molar ratio (from 1:3 to 1:6). Afterwards, with the significant factors, it was set a full factorial design 23 with triplicate of center points (summing 11 runs). The highest conversion (82.35 %) was obtained at 1:6 swine fat to ethanol molar ratio, 5 wt% water concentration and 15 wt% enzyme concentration derivative. Finally, to verify the optimal condition found, reaction kinetics were studied at temperatures of 35 °C, 45 °C e 55 °C, water concentrations of 5 and 10 wt% and enzyme concentration derivative of 10 and 15 wt%, and the best conditions were found at 45 ° C at a water concentration of 5% and concentration of enzyme derived from 15% with a conversion of 88.35 wt%. From the results obtained it can be concluded that the enzymatic production of ethyl esters from swine fat showed great potential that can be explored by biodiesel industries, also, this usage of swine fat is a good alternative to improve its economic value.<br>

CASTELO BRANCO, L. S. Produção de carotenoides por linhagens do gênero Rhodotorula utilizando glicerol como fonte de carbono. 91 f. 2015. Tese (Doutorado em Engenharia Química) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2015. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-01-14T11:43:44Z No. of bitstreams: 1 2015_tese_lscastelobranco.pdf: 2935486 bytes, checksum: 1ed201aae5272f80132dbd0b28ef97ab (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2016-01-22T17:06:43Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_tese_lscastelobranco.pdf: 2935486 bytes, checksum: 1ed201aae5272f80132dbd0b28ef97ab (MD5) / Made available in DSpace on 2016-01-22T17:06:43Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_tese_lscastelobranco.pdf: 2935486 bytes, checksum: 1ed201aae5272f80132dbd0b28ef97ab (MD5) Previous issue date: 2015-04-13 / The increased production of biodiesel has caused a sudden increase in the production of glycerol, creating an excess of this product on the market. Glycerol can be used as biotechnological processes carbon source, including the carotenoids production. The microbial carotenoids have been studied and its potential recognised over the years. The genus Rhodotorula is renowned for its ability to biossintetizar carotenoids, such as β-carotene, toruleno and torularhodin, in different proportions. This genus has been studied due to their potential for industrial production of carotenoids, once that offer advantages over other genres in terms of high growth rate and use of low cost substrates. In this context, the main objective of this work was to demonstrate the applicability of crude glycerol as a carbon source on production of carotenoids pigments for the genus Rhodotorula by submerged fermentation. The culture medium used in fermentation processes performed as follows in (g. L-1): glycerol: 20.0; yeast extract: 1.0; K2HPO4:1.0; (NH4) 2SO4:5.0 and 4.7 MgSO.H2O: 0.5. For both were prepared 100 mL of medium, inoculated with 0.1 g L-1 dry mass, and incubated at 30° C, 150 rpm for 24 hours in orbital shaker. Subsequently the fermented medium was transferred to a 2 L bottle containing 400 mL and incubated for 48 hours. The culture medium containing 500 mL was used to inoculate the fermentor, where growth continued for 240 hours under aeration rate of 1.0 vvm-1. The samples were taken at regular intervals of 24 hours for determination of biomass, glycerol, productivity, the chromaticity a* and carotenoids. After the preliminary tests of research, selected three strains of Rhodotorula genus (R. lactosa CCT 2057, R. glutinis URM 5724 e R. aurantiaca URM 5726) capable of producing biomass and synthesize carotenoids via glycerol. Testing of volumetric expansion of the fermentation medium with Rhodotorula mucilaginous CMIAT 164 and Rhodotorula aurantiaca 5726 URM compared the performance of raw glycerol and biomass production. In tests of 2 L Erlenmeyer flasks revealed the best performance of crude glycerol in the production of biomass rich in carotenoids, registering 6.2 ± 0.19 g.L-1 in Rhodotorula mucilaginous CMIAT 164 crops and biomass productivity of 0.069 ± 0.007 g.L-1.h-1 using crude glycerol as a carbon source. Inoculum test held in bioreactor, selected the times of 48 hours of fermentation (exponential phase) and 120 hours (stationary phase) for the two strains. In the fermentations conducted in 3 L bioreactors with Rhodotorula mucilaginous CMIAT 164 employing crude glycerol as carbon source, it was observed that the inoculation of the suspension from a 48 h culture propagation influenced higher biomass production values (6.35 ± 0.3 g L-1) and productivity (0.080 ± 0.004 g.L-1.h-1). The tests also revealed that the bioreactors in incubation temperature of 30 ºC and pH control in 6 were the best conditions for the synthesis of biomass and carotenoids. The cultures kept at 30 ºC registered biomass 6.5 ± 0.3 g.L-1 and 0.546 ± 0.02 mg.g-1 of carotenoids. Fermantations kept at pH 6 showed higher carotenoids production values (0.576 ± 0.02 mg.g-1). Increase in the concentration of the inoculum and the feeding strategies of bioreactor, under the conditions evaluated no impact considerably on increasing the production of biomass and carotenoid by R. mucilaginosa CMIAT 164 / O aumento da produção de biodiesel tem causado um aumento repentino na produção de glicerol residual, criando um excesso desse produto no mercado. O glicerol pode ser utilizado como fonte de carbono em processos biotecnológicos, incluindo a produção de carotenoides. Os carotenoides microbianos têm sido estudados e seu potencial reconhecido ao longo dos anos. O gênero Rhodotorula é conhecido por sua capacidade de biossintetizar carotenoides, tais como β-caroteno, toruleno e torularrodina, em diferentes proporções. Este gênero tem sido estudado devido a seu potencial para produção industrial de carotenoides, uma vez que oferecem vantagens sobre os outros gêneros em termos de taxa de crescimento elevada e uso de substratos de baixo custo. Neste contexto, o principal objetivo deste trabalho foi demonstrar a aplicabilidade do glicerol bruto como fonte de carbono na produção de pigmentos carotenoides por linhagens do gênero Rhodotorula através de fermentação submersa. O meio de cultura utilizado nos processos fermentativos apresentou a seguinte composição em (g.L-1): glicerol: 20,0; extrato de levedura: 1,0; K2HPO4: 1,0; (NH4)2SO4: 5,0 e MgSO4.7H2O: 0,5. Para tanto foram preparados 100 mL de meio, inoculados com 0,1 g.L-1 massa seca, e incubado a 30°C, 150 rpm por 24 h em agitador orbital. Posteriormente o meio fermentado foi transferido para um frasco de 2L contendo 400 mL de meio e incubado por 48 horas. O meio de cultura contendo 500 mL foi utilizado para inocular o fermentador, onde o crescimento prosseguiu por 240 horas a uma taxa de aeração de 1,0 vvm-1. As amostras foram retiradas em intervalos regulares de 24 horas para determinação de biomassa, glicerol, produtividade, cromaticidade a* e carotenoides. Após os testes preliminares da investigação, selecionaram-se três linhagens do gênero Rhodotorula (R. lactosa CCT 2057, R. glutinis URM 5724 e R. aurantiaca URM 5726) capazes de produzir biomassa e sintetizar carotenoides através do glicerol P.A como fonte de carbono. Ensaios de aumento volumétrico do meio de fermentação realizados com Rhodotorula mucilaginosa CMIAT 164 e Rhodotorula aurantiaca URM 5726 compararam o desempenho de glicerol bruto e P.A na produção de biomassa. Os testes em Erlenmeyers de 2 L revelaram o melhor desempenho de glicerol bruto na produção de biomassa rica em carotenoides, registrando-se 6,2 ± 0,1 g.L-1 nos cultivos com Rhodotorula mucilaginosa CMIAT 164 e produtividade em biomassa de 0,069 ± 0,007 g.L-1.h-1 utilizando glicerol bruto como fonte de carbono. No teste de inóculo realizado em biorreator, selecionaram-se os tempos de 48 horas de fermentação (fase exponencial) e 120 horas (fase estacionária) para as duas cepas. Nas fermentações realizadas em biorreatores de 3 L com Rhodotorula mucilaginosa CMIAT 164 empregando o glicerol bruto como fonte carbono, observou-se que a inoculação da suspensão proveniente de um cultivo de 48 h de propagação influenciou maiores valores de produção de biomassa (6,35 ± 0,3 g.L-1) e produtividade (0,080 ± 0,004 g.L-1h-1). Os testes em biorreatores também revelaram que a temperatura de incubação de 30 ºC e controle do pH em 6 foram as melhores condições para a síntese de biomassa e carotenoides. Os cultivos mantidos a 30 ºC registraram 6,5 ± 0,3 g.L-1 de biomassa e 0,546 ± 0,02 mg.g-1 de carotenoides. As fermentações mantidas em pH 6 apresentaram os maiores valores de produção de carotenoides (0,576 ± 0,02 mg.g-1). O aumento da concentração do inóculo e as estratégias de alimentação do biorreator, nas condições avaliadas, não impactaram consideravelmente no aumento da produção de biomassa e carotenoides por R. mucilaginosa CMIAT 164

PONTE, F. A. F. Estudo de otimização do processo de obtenção de biodiesel de segunda geração. 99 f. 2012. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2012. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-03-23T12:57:57Z No. of bitstreams: 1 2012_dis_fafponte.pdf: 1932107 bytes, checksum: 5720a4bf4c7e3f9e7c67d8b881ce1831 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2016-03-28T17:51:27Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2012_dis_fafponte.pdf: 1932107 bytes, checksum: 5720a4bf4c7e3f9e7c67d8b881ce1831 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-28T17:51:27Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2012_dis_fafponte.pdf: 1932107 bytes, checksum: 5720a4bf4c7e3f9e7c67d8b881ce1831 (MD5) Previous issue date: 2012-07-31 / Biodiesel is a renewable fuel and can be used to replace partially or totally, the diesel fuel in compression ignition engines. This biofuel can be obtained from the transesterification of vegetable oils with alcohols. Some of the major challenges in biodiesel production are: cost and availability of raw material. Castor oil is one of the most important possible feedstocks among several options currently available in Brazil for biodiesel production. The castor oil is harmful to human health and therefore cannot be consumed as a food. Pure castor oil biodiesel does not fulfill parameter as gravity or viscosity in the Brazilian biodiesel specifications of ANP (National Agency of Petroleum, Natural Gas and Biofuels). Other oleaginous seeds are also used for biodiesel production like soybean, canola, and cotton. This study aimed to use blends of castor oil with cotton, canola and soybean oils in order to optimize the production of second generation biodiesel. The use of these blends could reduce the cost of production, and produce second generation biodiesel that fulfill the brasilian’s specifications. Biodiesel was produced from binary mixtures of vegetable oils in different mass ratios by reaction of alkaline transesterification by homogeneous catalyst using methanol and ethanol as alcohol. The mass ratio methanol/catalyst/oil (% w/w) were 20/0,6/100 and ethanol/catalyst/oil (% w/w) were 43/0,6/100. The analysis of the conversion reaction was carried out using the technique of Nuclear Magnetic Resonance of Hydrogen protons (1H-NMR). The physicochemical characterizations were performed according to ABNT, NBR, ASTM and CEN standards. As the analysis of characterization, all specifications biodiesels of pure oils and blends comply with the requirements of the limits allowed by ANP. The best result was obtained for blends of castor and cotton oils (20:80) to the methanolysis reaction parameters: temperature 60 °C and reaction time of 40 minutes and the same proportion to the ethanolysis: 60 °C for 5 minutes. As for castor: soybean and castor; canola was the best optimization in the ratio (30:70) for the route in the methyl reaction parameters: temperature of 25 ° C and reaction time of 40 minutes and the best ethylic route result was in the ratio (20:80) with the parameters: temperature 60 °C for 5 minutes. The results indicated that binary blends of vegetable oils may be an alternative to use less edible raw material for biodiesel production. / O biodiesel é um combustível oriundo de fontes renovável que tem se tornado uma alternativa para substituir, parcial ou totalmente, o óleo diesel em motores de ignição por compressão. A maneira mais utilizada para obtenção do biodiesel é através da reação de transesterificação. Alguns dos principais desafios na produção de biodiesel são: custos e disponibilidade dos recursos da matéria prima. Dentre as matérias primas podemos citar o óleo de mamona, que é nocivo a saúde humana, portanto não pode ser consumido como alimento. O biodiesel sintetizado a partir deste tipo de óleo possui densidade e viscosidade elevadas, ficando fora das especificações da Agencia Nacional de Petróleo, Gás Natural e Biocombustíveis (ANP). Assim, o presente trabalho teve por objetivo utilizar “blends” (misturas) do óleo de mamona com os óleos de algodão, canola e soja visando a otimização da produção de biodiesel de segunda geração e, assim, poder diminuir o custo de produção, valorizando oleaginosas não comestíveis e produzir biodiesel de segunda geração que atenda as especificações. As matérias primas utilizadas foram caracterizadas de acordo com normas para óleos e gorduras. O biodiesel foi produzido a partir de misturas de óleos vegetais em diferentes proporções mássicas, através da reação de transesterificação homogênea alcalina usando metanol e etanol como álcool transesterificante com uma relação mássica de metanol/catalisador/óleos (% m/m) de 20/0,6/100 e de etanol/catalisador/óleos (% m/m) de 43/0,6/100. A análise de conversão da reação foi realizada através da técnica de Ressonância Magnética Nuclear de prótons de hidrogênio (RMN-1H) e as caracterizações físico-químicas foram realizadas de acordo com as normas da ABNT NBR, ASTM e CEN. Conforme as análises de caracterização, todas as especificações dos biodieseis de óleos puros e “blends” satisfizeram as exigências dos limites permitidos pela ANP, com exceções de algumas propriedades. Os resultados indicaram que os “blends” de óleos vegetais podem ser uma alternativa para amenizar a falta da matéria prima para a produção do biodiesel de excelente qualidade. O melhor resultado foi obtido para os óleos de (mamona:algodão) na mistura de proporção mássica (20:80) para a rota metílica nos parâmetros reacionais: temperatura de 60 °C e tempo reacional de 40 minutos e na mesma proporção também para a rota etílica: temperatura de 60 °C por 5 minutos. Já para (mamona:soja) e (mamona:canola) a melhor otimização foi na proporção (30:70) para a rota metílica nos parâmetros reacionais: temperatura de 25 °C e tempo de reação de 40 minutos e para rota etílica o melhor resultado foi na proporção (20:80) com os parâmetros: temperatura de 60 °C por 5 minutos.

SANTOS, F. F. P. Produção de biodiesel assistida por ultra-som. 125 f. 2009. Dissertação (Mestrado em Engenharia Química) – Centro de Tecnologia, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2009. / Submitted by Marlene Sousa (mmarlene@ufc.br) on 2016-03-28T11:16:54Z No. of bitstreams: 1 2009_dis_ffpsantos.pdf: 3601548 bytes, checksum: 30c6b4ddc81383ee992435acd92a7cf7 (MD5) / Approved for entry into archive by Marlene Sousa(mmarlene@ufc.br) on 2016-03-28T18:36:15Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2009_dis_ffpsantos.pdf: 3601548 bytes, checksum: 30c6b4ddc81383ee992435acd92a7cf7 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-28T18:36:15Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2009_dis_ffpsantos.pdf: 3601548 bytes, checksum: 30c6b4ddc81383ee992435acd92a7cf7 (MD5) Previous issue date: 2009-02-26 / This work presents the use of a new technology for biodiesel production applying ultrasound, instead of using the conventional method that requires heating and vigorous mixing. The process for biodiesel production applying ultrasound was studied with the esterification reaction of fatty acid of vegetal and animal origin and with the transesterification reaction of vegetal oil. Fatty acids from fish oil and from waste oil (soybean oil), produced by the saponification reaction followed by acid hydrolysis, were used in the esterification studies. The esterification reaction was carried out in a batch reactor subjected to ultrasound, reacting the fatty acid with methanol using sulfuric acid as catalyst. In the esterification studies, the main parameters that affect the reaction were studied: molar ratio of methanol and fatty acid (from 3 to 9), catalyst concentration (between 0.5 to 3.5%) and temperature (between 30 and 90ºC). Soybean oil was used in the transesterification reactions. The transesterification reaction was also carried out in a batch reactor subjected to ultrasonic waves, reacting the oil with methanol using potassium hydroxide as catalyst. In the transesterification reaction, the parameters molar ratio of methanol and oil (between 3 and 9) and catalyst concentration (from 0.2 and 0.6%) were studied. To compare the ultrasound process with the onventional process, the reactions were carried out with both processes. The results showed that the ultrasound process was superior to the conventional process in terms of conversion into biodiesel. The production of biodiesel using fatty acid of fish oil resulted in a conversion of 99.9% of fatty acid into biodiesel and the optimal condition was found applying a molar ratio of methanol to fatty acid of 7, using 4.1% of catalyst. Using the waste oil fatty acid, the highest conversion obtained was at 99.0% and was obtained at a molar ratio of methanol to fatty acid of 11, using 1.25% of catalyst and 60ºC. For the transesterification reaction, the conversion of soybean oil into biodiesel was 98% and was obtained applying a molar ratio of 9 and 0.2% of catalyst. The results showed that the process for biodiesel production using ultrasound is a promising technology that is able to obtain higher conversions compared to the conventional process. The processing time is lower than of the conventional process and for the esterification process, the total processing time (production of the fatty acid and esterification) is 75% lower. The process also required less catalyst, reducing reacting problems such as soap formation during transesterification / Este trabalho apresenta a utilização de uma nova tecnologia de produção de biodiesel utilizando ultra-som, em substituição a técnica tradicional que emprega aquecimento e agitação vigorosa da mistura reacional. O processo de produção de biodiesel utilizando ultra-som foi aplicado aos processos de esterificação de ácidos graxos de origem vegetal e animal e de transesterificação de óleo vegetal. Ácidos graxos de óleo de peixe e de óleo de fritura usado (óleo de soja), produzidos através da reação de saponificação seguida de hidrólise ácida, foram utilizados nos estudos de esterificação. A reação de esterificação foi realizada em reator batelada submetida a ondas ultrasônicas, e a reação ocorreu pela reação do ácido graxo com metanol usando ácido sulfúrico como catalisador. Nos estudos de esterificação foram estudados, via planejamento experimental, as principais variáveis do processo: razão molar metanol:ácido graxo (razão molar entre 3 e 9), concentração de catalisador (entre 0,5 a 3,5% em massa) e temperatura (entre 30 e 90ºC). Óleo de soja foi utilizado no estudo de transesterificação. A reação de transesterificação também foi realizada em reator batelada submetida a ondas ultrasônicas, e a reação ocorreu pela reação do óleo com metanol usando hidróxido de potássio como catalisador. Nos estudos de transesterificação foram estudados a influência da razão molar metanol:óleo (razão molar entre 3 e 9) e da concentração de catalisador (entre 0,2 a 0,6% em massa) no processo. Para efeito comparativo, a reação auxiliada por ultra-som foi comparada ao processo convencional (agitação vigorosa), mostrando que o processo utilizando ultra-som resultou em uma conversão em biodiesel superior ao processo convencional. A produção de biodiesel usando ácido graxo de óleo de peixe resultou em uma conversão de 99,9% de ácido graxo em biodiesel e a condição ótima foi obtida com uma razão molar metanol:ácido graxo de 7, usando 4,1% de catalisador. Usando ácido graxo de óleo de fritura resultou em uma conversão de 99,0% de ácido graxo em biodiesel e a condição ótima foi obtida com uma razão molar metanol:ácido graxo de 11, usando 1,25% de catalisador e temperatura de 60ºC. Para a reação de transesterificação, a conversão obtida foi de 98% de óleo em biodiesel e foi obtida aplicando uma razão molar metanol:óleo de 9, usando 0,2% de catalisador. Os resultados mostraram que o processo de produção de biodiesel utilizando ultra-som é uma tecnologia promissora, obtendo-se conversões maiores do que o processo convencional. O tempo necessário de processamento é menor do que no processo convencional e para o processo de esterificação, o tempo total (produção do ácido graxo e esterificação) é 75% menor. O processo mostrou necessitar de uma menor quantidade de catalisador, minimizando problemas reacionais, tais como a formação de sabão na reação de transesterificação