Ingeniera Civil Químico / Debido al agotamiento de las reservas de combustibles fósiles y la creciente demanda de consumo, al cambio climático producido por los gases de efecto invernadero y al cada vez mayor interés de los países de independizarse energéticamente, es que surge la motivación para el estudio de nuevas fuentes de energías no convencionales, como los biocombustibles. Por su parte, el bioetanol de segunda generación proviene de biomasa lignocelulósica, donde las fibras de celulosa están contenidas en una matriz de lignina y de hemicelulosa, lo que requiere de un pretratamiento que permita el acceso de las enzimas al material. Este trabajo se basó en el pretratamiento con Líquidos iónicos (LI), que son sales que se encuentran en estado líquido a temperatura ambiente y que están compuestos únicamente por iones. Los PILs (líquidos iónicos próticos) se diferencian de los AILs (líquidos iónicos apróticos) en que los primeros presentan un protón disponible para realizar el mecanismo de acción y disolver la celulosa. El objetivo general de este trabajo es evaluar el proceso de producción de bioetanol de segunda generación pretratada con Líquidos iónicos próticos (PILs). Como objetivos específicos, se evaluó el efecto del tiempo de Sacarificación y Fermentación Simultánea (SSF) que permita mejorar el proceso de producción de bioetanol. Además, se evaluó rendimiento del pre tratamiento con PIL en distintas condicionesy se hizo una comparación entre rendimiento del pretratamiento con PILs respecto al pretratamiento con AILs. El trabajo pretende establecer parámetros de operación en el proceso de producción de bioetanol que puedan ser una guía para la producción industrial. Para esto, se evaluaron diferentes tiempos (1, 3 y 5h), temperaturas (70 y 110°C) y razón biomasa/LI (1/3, 1/6, 1/10) en el pretratamiento, además del tiempo de SSF (24, 48 y 72 h). Se utilizó el PIL 2 - HEAA, como control positivo el AIL [EMIM] [Ac] y se utilizó como control negativo material sin pretratamiento. Al evaluar el pretratamiento con 2 HEAA, se determinó que las condiciones que logran la mayor producción de etanol tanto en el pretratamiento como en SSF, son: 1 hora de pretratamiento, 110 ºC de temperatura, razón biomasa/LI de 1/3 y luego de 24 horas de SSF. Para la determinación de estas condiciones se estableció la productividad de etanol por hora de pretratamiento (g EtOH/h-Pretratamiento) y por hora de SSF (g EtOH/hSSF), y a la cantidad de LI utilizado (g EtOH/g LI). En las condiciones antes mencionadas, las productividades más altas fueron: 0,0012 g EtOH/hSSF, 0,015 g EtOH/hpretratamiento y 0,0043 g EtOH/g LI. Además, se pudo demostrar que comparativamente, el pretratamiento con líquido iónico aprótico [EMIM] [Ac] es muy superior al líquido iónico prótico 2-HEAA, produciendo hasta un 382% más etanol que lo generado pretratando con PIL. Este último produce10% de rendimiento porcentual en la SSF, en el mejor de los casos, en comparación al 50% obtenido por el pretratamiento con [EMIM] [Ac]. Se puede concluir que el comportamiento del 2 HEAA aún dista mucho de lo obtenido por el [EMIM] [Ac] y es insuficiente para ser aplicado en el proceso productivo de bioetanol. Sin embargo, puede ser útil hacer un estudio similar con otro PIL o realizar un estudio de factibilidad económica con los datos entregados en este trabajo, de modo de determinar si pueden disminuirlos costos de producción al ser este PIL más económico.

Submitted by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2016-05-13T19:32:52Z No. of bitstreams: 1 Dissertação.pdf: 3361143 bytes, checksum: 4c0941feb2675129f9ff5bb752bf4448 (MD5) / Approved for entry into archive by LIVIA FREITAS (livia.freitas@ufba.br) on 2016-06-06T16:24:08Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Dissertação.pdf: 3361143 bytes, checksum: 4c0941feb2675129f9ff5bb752bf4448 (MD5) / Made available in DSpace on 2016-06-06T16:24:08Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Dissertação.pdf: 3361143 bytes, checksum: 4c0941feb2675129f9ff5bb752bf4448 (MD5) / A indústria de tingimento e acabamento têxtil é uma das mais intensivas quimicamente, e a segunda em poluição de água, depois do setor agrícola. Esta indústria utiliza milhares de produtos químicos em seus processos de manufatura têxtil, incluindo tinturaria e estamparia. Muitos destes produtos são tóxicos e prejudiciais à saúde humana, direta ou indiretamente. Grandes quantidades de água são neces sários para o processamento de têxteis, tingimento e estampagem. O consumo diário de água de uma fábrica têxtil de médio porte, com uma produção de cerca de 8000 kg de tecido por dia, é de aproximadamente 1,6 milhões de litros. Quase 20% deste total é consumido no tingimento e, 8% em estampagem. O consumo de água na etapa de beneficiamento varia de 30 a 300 litros por kg de tecido, dependendo do tipo de corante usado, e da fibra a ser tingida. Novos conceitos de tecnologias de tingimento não aquoso estão sendo estudados e avaliados nos processos têxteis. Há um grande interesse em encontrar substâncias ambientalmente amigáveis com um duplo objetivo: reduzir o consumo de água em processos têxteis e melhorar a qualidade do tingimento. Os líquidos iônicos são novos meios alternativos para muitos processos como síntese química, catálise enzimática e aplicações em engenharia verde. Ao contrário de sais fundidos convencionais, estes materiais liquefazem a baixas temperaturas. Isto é alcançado pela sua constituição - estruturas funcionais volumosas - que dificultam a formação de uma rede eletrostática líquida ordenada e de uma fase sólida em condições ambiente. Devido à sua ampla janela líquida quando comparado com outros solventes orgânicos convencionais, os líquidos iônicos podem ser considerados solventes alternativos, e os chamados líquidos iônicos próticos (LIP’s) mostram vantagens adicionais devido à sua síntese simples, baixo custo e biodegradabilidade. Neste trabalho é proposta uma alternativa ao tingimento de fibras de algodão, utilizando novos LIP's como solventes substitutos da água. Com o objetivo de analisar a qualidade destes novos LIP’s como solventes de tingimento, foi realizado um estudo de propriedades (resistência à tração e fricção, gramatura e força colorística) das fibras tingidas. Estas medições permitiram a determinação da eficiência dos líquidos iônicos próticos como vetores de tingimento em processos têxteis.

Submitted by infopei ufba (infopei@ufba.br) on 2017-05-09T19:46:25Z No. of bitstreams: 1 GICELIA_ANTONIA_FERREIRA.pdf: 3057739 bytes, checksum: b093d440c933d9b788d39cd5ae0fd117 (MD5) / Approved for entry into archive by Flávia Sousa (flaviabs@ufba.br) on 2017-05-29T18:50:20Z (GMT) No. of bitstreams: 1 GICELIA_ANTONIA_FERREIRA.pdf: 3057739 bytes, checksum: b093d440c933d9b788d39cd5ae0fd117 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-05-29T18:50:20Z (GMT). No. of bitstreams: 1 GICELIA_ANTONIA_FERREIRA.pdf: 3057739 bytes, checksum: b093d440c933d9b788d39cd5ae0fd117 (MD5) / CAPES, FAPESB / Nos dias atuais, há um grande e crescente interesse em encontrar substâncias ambientalmente amigáveis para processos industriais. Os líquidos iônicos são candidatos a substituir os solventes orgânicos convencionais reduzindo a quantidade de resíduos e diminuindo o impacto ambiental; à temperatura ambiente, esses materiais praticamente não possuem pressão de vapor, são não inflamáveis, podendo ser sintetizados de modo específico, através da combinação diferencial entre cátions e ânions, para desempenhar o papel necessário, além de serem facilmente recicláveis. Os líquidos iônicos são novos meios promissores para muitos processos, tais como síntese química, reações enzimáticas e aplicações no setor de “engenharia verde”. O interesse pela classe dos líquidos iônicos próticos justifica-se em decorrência da sua síntese simples, do baixo custo produção, da baixa toxicidade e da biodegradabilidade, os quais são aspectos inerentes aos processos “verdes”. Nesse contexto, ressalta-se a aplicação dos líquidos iônicos próticos na síntese enzimática de ésteres graxos de açúcares. Cumpre destacar que os mesmos podem ser sintetizados quimicamente ou enzimaticamente. A síntese química diverge da tendência atual, na qual o foco está voltado para a utilização de tecnologias sustentáveis e ambientalmente seguras. Por outro lado, a síntese enzimática é realizada em condições mais suaves de reação, apresenta elevada seletividade e especificidade, o que facilita a recuperação do produto. Porém, a síntese enzimática de ésteres graxos de açúcares encontra um obstáculo, uma vez que os solventes orgânicos capazes de solubilizar adequadamente os carboidratos também agem de forma negativa sobre as enzimas, inativando-as. Portanto, no presente trabalho foi investigado um conjunto de líquidos iônicos próticos visando identificar um meio de reação apropriado para o processo enzimático de síntese do oleato de galactose, que atenda às condições de maximizar a solubilização do carboidrato. Para tanto, uma gama de líquidos iônicos próticos foram sintetizados e caracterizados em termos de coeficiente de partição, viscosidade e solubilidade da galactose, pois essas propriedades exercem influência direta sobre a ação enzimática. Até o melhor de nosso conhecimento, este é o primeiro estudo com foco no processo de produção enzimática de ésteres graxos de açúcares na presença de líquidos iônicos próticos. / Nowadays, there is a great and growing interest in environmentally friendly substances for industrial processes. Ionic liquids are candidates to replace the conventional organic solvents decreasing the amount of waste and reducing the environmental impact; at room temperature, ionic liquids have practically no vapor pressure, are not flammable and may be synthesized specifically through the differential combination of cations and anions, in order to perform the role needed, and are easily recyclable. Ionic liquids are new promising media for many processes, such as chemical synthesis, enzymatic reactions and applications in the “green engineering” sector. The interest for the class of protic ionic liquids is justified due to their simple synthesis, low cost of production, low toxicity and biodegradability potential, which are aspects inherent to the “green” processes. In this context, we highlight the application of protic ionic liquids in the enzymatic synthesis of fatty esters of sugars. It is worth noting that the same can be synthesized chemically or enzymatically. The chemical synthesis diverges from the current trend, in which the focus has turned to the use of sustainable and environmentally safe technologies. On the other hand, the enzymatic synthesis is performed under milder reaction conditions, presents high selectivity and high specificity, besides product recovery ease. Nevertheless, the enzymatic synthesis of fatty esters of sugars meets an obstacle, because the organic solvents able to adequately solubilize the carbohydrate also act negatively on the enzymes, inactivating them. Therefore, in the present study was proposed to investigate a class of protic ionic liquids in order to identify an appropriate reaction medium to the enzymatic process of synthesis of galactose oleate, which meets the conditions of maximizing the solubilization of the carbohydrate. For that, a range of protic ionic liquids were synthesized and characterized in terms of partition coefficient, viscosity and solubility of galactose, because these properties directly influence the enzymatic action. To the best of our knowledge, this is the first study focusing on the enzymatic production process of fatty esters of sugars in the presence of protic ionic liquids.