Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 6661.pdf: 7538464 bytes, checksum: 48b2c202273cc209a796ea8ef2da1b35 (MD5) Previous issue date: 2015-02-23 / Universidade Federal de Sao Carlos / In recent years there has been growing interest in studies on the use of heterogeneous catalysts in the biodiesel production, since such materials have some advantages over homogeneous catalysts such as ease of separation of product generated and the possibility of being reused. Among these catalysts, it is important to emphasize the mesoporous molecular sieves, since they have some advantages that enable its catalytic application. This study aimed to synthesize spheres of hybrid silica, with mesoporous occluded by the driver structure (CTA-SiO2), and to investigate the influence of different alcohols in the properties of these materials and evaluate their catalytic activity in the transesterification reaction. The mesoporous silicas were synthesized with varying the length of the alkyl chain (C1-C3) and amount of alcohol in the reaction mixture. The silicas were characterized by different techniques, such as X-ray scattering at small angles (SAXS), X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy (SEM), transmission electron microscopy (TEM) and thermogravimetric analysis. The results showed that the structure and morphology of the mesoporous silica containing organic driver may be controlled during synthesis by varying alcohol content, leading to the formation of materials with different phases, levels of organization and morphology, with the best results obtained from the samples synthesized with methanol and ethanol. For the evaluation of activity and catalytic stability, hybrid silicas were tested in transesterification reaction between ethyl acetate and methanol. The materials showed activity, and when the pore structure is well organized, larger amount of catalytic sites is available resulting in higher conversions. Thus synthesized materials with lower amounts of alcohol had higher catalytic activity compared with other materials. Silicas synthesized showed little catalytic stability compared to successive uses in the transesterification reaction. Thus, materials synthesized with the use of smaller amounts of alcohol tended to stability in comparison to other samples. Part of the activity is due to the presence of basic species formed as a result of leaching of cations CTA+, promoting the reaction also in the homogeneous phase. / Nos últimos anos tem sido crescente o interesse por estudos sobre o emprego de catalisadores heterogêneos na produção de biodiesel, uma vez que esses materiais possuem algumas vantagens em relação à catálise homogênea, tais como a facilidade de separação dos produtos gerados e possibilidade de serem reutilizados. Dentre esses catalisadores, torna-se importante salientar as peneiras moleculares mesoporosas, pois apresentam algumas vantagens que viabilizam sua aplicação catalítica. O presente estudo teve como objetivo sintetizar sílicas híbridas em formato de esferas, com mesoporos ocluídos pelo direcionador de estrutura (CTA-SiO2), bem como investigar a influência de diferentes álcoois nas propriedades desses materiais e avaliar sua atividade catalítica na reação de transesterificação. As sílicas mesoporosas foram sintetizadas com variação do comprimento da cadeia alquílica (C1-C3) e quantidade de álcool na mistura reacional. Foram caracterizadas por diferentes técnicas, como: espalhamento de raios X a ângulos pequenos (SAXS), difratometria de raios- X (DRX), microscopia eletrônica de varredura (MEV), microscopia eletrônica de transmissão (MET) e análise termogravimétrica. Os resultados mostraram que a estrutura e morfologia das sílicas mesoporosas contendo direcionador orgânico podem ser controladas durante a síntese através da variação do teor de álcool, levando à formação de materiais com diferentes fases, níveis de organização e morfologia, sendo os melhores resultados obtidos a partir das amostras sintetizadas com metanol e etanol. Para avaliação da atividade e a estabilidade catalítica, as sílicas híbridas foram testadas na reação de transesterificação entre o acetato de etila e metanol. Os materiais apresentaram atividade, sendo que quando a estrutura dos poros é bem organizada, maior quantidade de sítios catalíticos fica disponível resultando em maiores conversões. Consequentemente, os materiais sintetizados com menores teores de álcool apresentaram maior atividade catalítica em comparação com os demais materiais. As sílicas sintetizadas mostraram pouca estabilidade catalítica frente a sucessivos usos na reação de transesterificação. Assim, os materiais sintetizados com emprego de menores teores de álcool apresentaram uma tendência à estabilidade em relação às demais amostras. Parte da atividade se deve à presença de espécies básicas formadas em consequência da lixiviação dos cátions CTA+, promovendo a reação também na fase homogênea.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, Programa de Pós-Graduação em Tecnologia Química e Biológica, 2014. / Submitted by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2017-03-02T20:22:21Z No. of bitstreams: 1 2014_LucasMachadoGaio.pdf: 1243325 bytes, checksum: fc84789459642da1ddb1dfbbb220c91f (MD5) / Approved for entry into archive by Ruthléa Nascimento(ruthleanascimento@bce.unb.br) on 2017-03-23T13:43:55Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2014_LucasMachadoGaio.pdf: 1243325 bytes, checksum: fc84789459642da1ddb1dfbbb220c91f (MD5) / Made available in DSpace on 2017-03-23T13:43:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2014_LucasMachadoGaio.pdf: 1243325 bytes, checksum: fc84789459642da1ddb1dfbbb220c91f (MD5) / O biodiesel é um combustível biodegradável derivado de fontes renováveis, que pode ser produzido a partir de gorduras ou óleos de origem animal ou vegetal. Este biocombustível pode substituir total ou parcialmente o óleo diesel de petróleo em motores automotivos ou estacionários. Por essas características, o biodiesel vem sendo um grande vetor de redução das emissões de diversos poluentes e no combate ao efeito estufa. Além disso, colabora para uma maior diversificação da matriz energética brasileira, que já é exemplo mundial na utilização de energias renováveis. Este trabalho reporta a preparação, caracterização e o uso da dolomita como catalisador heterogêneo em reação de transesterificação com óleo usado de fritura a fim de produzir biodiesel de 2ª geração. O óleo coletado foi fornecido pelo projeto ambiental na cidade do Gama-DF, Projeto BioGama. Segundo a literatura, a dolomita apresenta resultados positivos como catalisador na reação de transesterificação. Neste trabalho, o objetivo foi estudar as condições de tratamento do catalisador, tais como, temperatura de calcinação e impregnação de outras espécies; e as condições reacionais, tais como temperatura, tempo reacional, quantidade de catalisador e razões molares dos reagentes. Estas diferentes condições visam as melhores taxas de conversão de metil ésteres e reuso do catalisador. Foi possível realizar três ciclos catalíticos na melhor condição reacional com 100% de conversão: dolomita calcinada a 900 °C, 1 h de reação a 60 ºC, razão molar 1:6 (óleo/metanol) e 2% de catalisador (m/m). Foi possível também observar que a taxa de conversão está diretamente relacionada ao conteúdo de CaO no catalisador, o qual apresentou lixiviação ao longo dos ciclos. A fim de reduzir esta lixiviação, foram impregnados espécies de ferro, cobre, níquel e cério à dolomita, porém a perda de espécies de cálcio permaneceu inalterada, não trazendo benefícios para o processo. Sendo assim, o trabalho evidenciou positivamente o uso da dolomita como catalisador na produção de biodiesel priorizando processos mais limpos, econômicos e com altas taxas de conversão de ésteres. / Biodiesel is a biodegradable fuel derived from renewable sources that can be produced from animal or vegetable fat or oil. This biofuel can totally or partly replace diesel oil in automotive or stationary engines. Because of these characteristics, biodiesel has been a major vector in addition reduce emissions of various pollutants and combat global warming. Besides, it helps to diversify the Brazilian energy matrix, which is already a world example in the use of renewable energies. This study reports the preparation, characterization and use of dolomite as heterogeneous catalyst in the transesterification of used frying oil to produce biodiesel of 2nd generation. The oil collected was provided by an environmental project from the city of Gama - DF called BioGama Project. Dolomite has already shown positive results as a catalyst at the transesterification reaction, according to the literature. In this study, the objective was to analyze the treatment conditions of the catalyst, such as calcination temperature and impregnation of other species, and the reaction conditions such as temperature, reaction time, amount of catalyzer and molar ratios of reagents, aiming better conversion rates of methyl esters and the reuse of the catalyzer. It was possible to observe three catalystie cycles with the dolomite calcinned at 900 °C, at the best reaction condition, 1 hour reaction at 60 °C, 1:6 molar ratio (oil/methanol) with 2% of catalyst (w/w) showing 100% of conversion . It was also observed that the conversion rate was directly related to the content of CaO in the catalyst, which showed leaching throughout the cycles. In order to reduce this leaching, iron, copper, nickel and cerium species were impregnated an dolomite. However, the loss of calcium species remained unchanged and did not provide benefits for the process. Thus, this study demonstrated the positive use of dolomite as a catalyst in the production of biodiesel in a way that prioritize cleaner, economical and high rate conversion processes to produce esters.

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, Programa de Pós-Graduação em Química, 2015. / Submitted by Fernanda Percia França (fernandafranca@bce.unb.br) on 2016-03-22T16:44:14Z No. of bitstreams: 1 2015_OsvaldoKojiroIha.pdf: 1809713 bytes, checksum: 148a5b9a409c038824eaf805b8912adc (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana(raquelviana@bce.unb.br) on 2016-03-23T19:41:29Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2015_OsvaldoKojiroIha.pdf: 1809713 bytes, checksum: 148a5b9a409c038824eaf805b8912adc (MD5) / Made available in DSpace on 2016-03-23T19:41:29Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2015_OsvaldoKojiroIha.pdf: 1809713 bytes, checksum: 148a5b9a409c038824eaf805b8912adc (MD5) / Esse trabalho visa a pesquisa na obtenção de combustíveis alternativos pelas rotas de esterificação, transesterificação e craqueamento, utilizando oleaginosas encontradas nas florestas e litorais brasileiros, como a macaúba, andiroba, castanhola e ouricuri, assim como os resíduos industriais, como o maracujá e a goiaba, com o intuito de encontrar fontes energéticas de menor importância alimentícia, capazes de suprir parcial ou totalmente a demanda de biocombustíveis produzidos a partir do óleo de soja. Dentre os biodieseis produzidos a maioria apresentou resultados satisfatórios em quase todas as análises, mostrando ser possível produzir energia alternativa utilizando oleaginosas alternativas. No entanto, algumas análises ficaram fora da especificação que é o caso do tempo de oxidação do biodiesel de macaúba, castanhola, maracujá e goiaba, e o resíduo de carbono do biodiesel de andiroba, que apresentou um resultado de 0,85%, que é um valor muito elevado. Já no caso do bio-óleo, os que apresentaram resultados satisfatórios foram os de Ouricuri e macaúba. Os outros apresentaram um resíduo de carbono acima da especificado, que é o caso da andiroba, maracujá e goiaba (0,7; 0,6 e 0,7% respectivamente). Esse resultado é consequência da quantidade de insaturações que acarretam na formação de compostos de cadeias longas, aumentando o resíduo. Com esse resultado notou-se que os óleos de maracujá e goiaba, não são apropriados para produção de bio-óleo, mas podem ser utilizados para outros fins. Então, com o intuito de melhorar a rota de produção de biodiesel, foram testados catalisadores de alumina titânio e zircônio. Inicialmente os catalisadores foram testados na produção de ácidos graxos livres (AG).Os catalisadores foram calcinados a 500 e 800 ºC, mas na reação foi utilizado apenas o catalisador calcinado a 500 ºC por apresentar maior área superficial, característica importante para catalisadores heterogêneo. Então, dentre os catalisadores testados, o que apresentou melhore resultados foi o AlZr utilizando 1% ou 5% de catalisador onde foi obtido um rendimento de 89% e 85% de monoalquilester, respectivamente. Isso mostra que para a reação a quantidade de catalizador não interfere na reação. Esse catalisador mostrou ser eficiente na reação por etapas apresentando um resultado de 98%. No entanto, para a reação de reciclo não apresentou resultado satisfatório. / This work has the objective of search the alternative fuels obtained by esterification, transesterification and cracking routes using diversified oil found in the Brazilian forests, how the andiroba, and coast, how the macaúba, castanhola and ouricuri, as well as industrial waste, how the passion fruit and guava, with the objective to find energy source with lowest important in the food able to supply partially or totally of the demand of biofuels produced from soybean oil. Among the biodiesels produced most showed satisfactory results and presented be possible to produce alternative energy using diversified oil. However, some tests those presented stayed out of specification how the oxidation time of macaúba, castanhola, passion fruit and guava biodiesel, and carbon residue of andiroba biodiesel, which had a result of 0.85% which is a very high value. In the bio-oil of ouricuri and macaúba had satisfactory results. The others had a carbon residue above the specification, how the andiroba, passion fruit and guava (0.7, 0.6 and 0.7% respectively). This result is a consequence of the amount of unsaturation that lead to the formation of long chain compounds during cracking reaction, increasing residue. With this result, it was noted that the passion fruit and guava oils are not suitable for bio-oil, but can be used for other purposes. Then in aim to improve the biodiesel production route, titanium and zirconium alumina catalysts were tested. Initially the catalysts were tested in the production of fatty acids (FFA's). The catalysts were calcined at 500 and 800 °C, but the reaction was used only the catalyst calcined at 500 °C due to its higher surface area important characteristic for heterogeneous catalysts. Then among the catalysts tested which showed better results was AlZr using 1% or 5% of catalyst was obtained a yield of 89% and 85% of monoester respectively. This shows that the amount of catalyst do not interfere in the reaction yield. This catalyst showed effectiveness in the steps reaction presenting a score of 98%. However, for the recycle reaction did not show satisfactory results.

Dissertação (mestrado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, Programa de Pós-Graduação em Tecnologias Química e Biológica, 2018. / Submitted by Fabiana Santos (fabianacamargo@bce.unb.br) on 2018-08-23T19:43:09Z No. of bitstreams: 1 2018_LincolnPinheirodeOliveira.pdf: 2861207 bytes, checksum: 587983fe2c71b3fcf3f4bc473b1737d5 (MD5) / Approved for entry into archive by Raquel Viana (raquelviana@bce.unb.br) on 2018-08-29T19:34:56Z (GMT) No. of bitstreams: 1 2018_LincolnPinheirodeOliveira.pdf: 2861207 bytes, checksum: 587983fe2c71b3fcf3f4bc473b1737d5 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-29T19:34:56Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2018_LincolnPinheirodeOliveira.pdf: 2861207 bytes, checksum: 587983fe2c71b3fcf3f4bc473b1737d5 (MD5) Previous issue date: 2018-08-23 / Nesse trabalho duas diferentes espécies de oleaginosas foram estudadas como fontes de triacilglicerídeos para produção de biocombustíveis. Essas espécies são nativas do território brasileiro e podem ser uma boa solução para a produção de combustíveis, colaborando com a preservação das florestas tropicais e da vegetação costeira, sem atrapalhar a produção de alimentos. Portanto foram estudados os óleos e gorduras extraídos das sementes de Pachira aquatica Aublet e Magonia pubescens St. Hil, para avaliar as suas características físico-químicas e composição química para realizar a produção de biodiesel e bio-óleo. Para avaliar o potencial dos biocombustíveis produzidos foram realizadas analises dos mesmos, e em seguida a comparação com o óleo diesel de petróleo e com as especificações para biodiesel, sendo estudado a densidade, viscosidade, acidez, ponto de fusão, estabilidade oxidativa, capacidade calorifica, índice de carbono, teor de cinzas, destilação atmosférica e índice de cetano, dos produtos obtidos. Alguns estudos exibiram bons resultados, como para os produtos de Magonia Pubescens, além de obter uma satisfatória quantidade de material lipídico (34,35%), os seus produtos apresentaram resultados mais semelhantes ao diesel de petróleo e biodiesel estipulados pela ANP. Já a Pachira aquatica apresentou uma boa quantidade de gordura, aproximadamente 40%, mas os seus produtos não apresentaram bons resultados, sendo que algumas análises foram comprometidas, devido a pequena quantidade de insaturações em sua composição, dificultando uma comparação com os valores determinados pela ANP. / In this work, two different perennial tree species were studied as triacylglyceride sources for producing biofuels. These species grow wild in Brazil and may be a good solution for oil production that does not rely on food sources or fossil fuels while encouraging preservation of the rain forest and seashore vegetation. Consequently, we studied oils obtained from Pachira aquatica Aublet and Magonia pubescens St. Hil to evaluate their characteristics and chemical composition, to execute the production of biodiesel and bio-oil. Biofuels produced were analyzed and then compared with fossil diesel and biodiesel specified by ANP, in order to evaluate their potential, by studying the density, kinematic viscosity, acidity, melting point, oxidative stability, heat of combustion, carbon residue, ash residue, automatic distillation and cetane number of the products obtained. Some studies showed good results, as the products derivatives of Magonia pubescens, presented a satisfactory amount of lipid material (34.35%) and characteristics more similar to the petroleum diesel and biodiesel stipulated by ANP. Pachira aquatica presented a good amount of fat, approximately 40%, but their products did not present good results, and some analyzes were compromised, due to the small amount of unsaturated chains in their composition, making it difficult to compare them with the values determined by ANP.

Submitted by Janaina Pires Borges null (janaina-pires@hotmail.com) on 2016-02-25T23:51:55Z No. of bitstreams: 1 Produção, imobilização e aplicação de lipase de Fusarium verticillioides -folha de aprovação.pdf: 3325080 bytes, checksum: 8229be49f041bc5bda33de89d9105d13 (MD5) / Approved for entry into archive by Juliano Benedito Ferreira (julianoferreira@reitoria.unesp.br) on 2016-02-29T19:55:35Z (GMT) No. of bitstreams: 1 borges_jp_dr_araiq_par.pdf: 2033105 bytes, checksum: 5e03f09a78c13690ff4b5e81efa828dc (MD5) / Made available in DSpace on 2016-02-29T19:55:35Z (GMT). No. of bitstreams: 1 borges_jp_dr_araiq_par.pdf: 2033105 bytes, checksum: 5e03f09a78c13690ff4b5e81efa828dc (MD5) Previous issue date: 2016-01-15 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Este trabalho visou produzir e estudar a lipase do fungo Fusarium verticillioides. A enzima obtida foi avaliada quanto à capacidade de hidrolise, esterificação e transesterificação para a produção de ácidos graxos e ésteres. A cepa fúngica foi cultivada em diferentes meios de cultura, variando as fontes de nitrogênio e de carbono, avaliando-se as atividades. Verificou-se que o tipo de atividade e especificidade da lipase dependem dos nutrientes utilizados nos meios de cultivo do fungo por fermentação em estado sólido. A lipase foi caracterizada físicoquimicamente e apresentou temperatura ótima em 35°C e melhor estabilidade durante 5 horas em 30°C, entretanto a 35°C também foi observada uma boa estabilidade. O pH ótimo foi em 8, e melhor estabilidade em pH ácido (5 e 6). Esta última característica foi muito importante, já que a reação de transesterificação geralmente ocorre em pH 5. A enzima também se mostrou estável na presença de n-hexano e etanol e apresentou uma ativação durante 24 horas diante destes solventes orgânicos. Também foi observada a presença de mais de uma lipase na membrana celular da cepa, o que levou a avaliar sua ação na forma de células imobilizadas diretamente em farelo de trigo e na forma livre. A lipase imobilizada na biomassa fúngica também foi caracterizada, apresentando melhor atuação em pH 8, como ocorreu com a lipase extracelular, porém em 30°C. Por meio de planejamentos fatoriais foi possível observar que a lipase apresenta melhor atividade quando se utilizada ácidos graxos e álcoois de cadeias carbônicas maiores, além de atuar melhor em reações de transesterificação, utilizando-se óleo pré-usado. A célula imobilizada em farelo de trigo foi empregada em hidrólises, sendo obtido 34,9 % de ómega 3 a partir do óleo de canola e 70,9 % de ômega 6 a partir do óleo de linhaça em 12 horas de reação. O extrato bruto de enzimas extracelulares foi submetido à imobilização em suportes inertes. Em octil e fenil-sepharose foi possível imobilizar preferencialmente lipase, sendo verificado por meio da reação de hidrólise do butirato de p-nitrofenila e da quantificação de proteínas totais, com posterior dessorção com triton x 100. O suporte Lewatit 105 mostrou-se ideal para ser utilizado nas reações de esterificação e transesterificação, apresentando boa estabilidade na temperatura ótima da enzima (35°C) e em solução com até 50 % de etanol, também sendo ativado neste meio. Este suporte foi escolhido para aplicação na produção de ésteres etílicos. A enzima extracelular imobilizada e a célula inteira foram aplicadas em reações de esterificação e transesterificação resultando em rendimentos entre 5 e 12 % de ésteres etílicos. / This work aimed to produce and study the lipase from the Fusarium verticillioides fungus. The enzyme obtained was evaluated according to its capacity of hydrolysis, esterification and transesterification to the production of fatty acids and esters. The fungal strain was cultivated in different culture media, varying sources of nitrogen and carbon, evaluating the activities. It was found that the type of activity and the specificity of the lipase depend on the nutrients used in the fungus culture media by fermentation in solid state. The lipase was physically and chemically characterized and presented optimum temperature at 35°C and better stability during 5 hours at 30°C; however, at 35°C it was also observed good stability. The optimum pH was 8 and the stability was better at acid pHs (5 and 6). This last feature was very important, since the transesterification reaction usually happens at pH 5. The enzyme was also stable in the presence of n-hexane and ethanol and presented hyperactivation during 24 hours before these organic solvents. It was also observed the presence of more than one lipase on the cell membrane of the strain, which led to the evaluation of its action in the form of immobilized cells directly in wheat bran and in free form. The lipase immobilized in the fungal biomass was also described presenting better performance at pH 8, as it happened with the extracellular lipase, but at 30°C. Through factorial design, it was possible to observe that the lipase has better activity when fatty acids and alcohols from higher carbon chains are used, besides performing better in transesterification reactions using oils pre-used. The immobilized cell in wheat bran was used in hydrolysis, being 34.9 % of omega 3 obtained from canola oil and 70.9 % of omega 6 from linseed oil in 12 hours of reaction. The extracellular enzyme crude extract was submitted to immobilization in inert carriers. In octyl and phenyl-sepharose, it was possible to immobilize preferably lipase, being it verified through the p-nitrophenyl butyrate hydrolysis reaction and the quantification of total proteins, with subsequent desorption with triton x 100. The Lewatit 105 carrier proved ideal to be used in the esterification and transesterification reactions, presenting good stability at the enzyme optimum temperature (35°C) and in solution with up to 50 % of ethanol, also, being hyper-activated in this medium. This carrier was chosen to be used in the production of ethyl esters. The extracellular immobilized enzyme and the whole cell were used in esterification and transesterification reactions, resulting in returns between 5 and 12 % of ethyl esters.

O biodiesel substituto renovável do diesel convencional é quimicamente definido como ésteres monoalquílicos de ácidos graxos derivados de óleos vegetais e gorduras animais. O processo mais empregado para a sua produção é a transesterificação em meio alcalino. Este processo consiste em uma reação química na qual óleos vegetais e/ou gorduras animais reagem com um álcool de cadeia curta utilizando catalisador alcalino (usualmente hidróxido de potássio e metilato de sódio) resultando na mistura de ésteres monoalquílicos (biodiesel) e glicerina. O presente trabalho teve como objetivo avaliar o desempenho dos catalisadores alcalinos: metilato de sódio e hidróxido de potássio na produção de biodiesel pela rota metílica utilizando óleo de soja como fonte de triglicerídeo. A avaliação foi dividida em 3 partes: 1- Técnica: Qualidade do biodiesel, da glicerina gerada e a eficiência da conversão de óleo de soja em biodiesel. 2- Econômica: Custo de produção global do biodiesel. 3- Ambiental: Geração de resíduo quantitativa e qualitativa. A metodologia consistiu em realizar 3 bateladas com cada catalisador em um reator de vidro tipo batelada de 2.000 mL com circulação externa de água. Foi utilizado o mesmo óleo de soja refinado, metanol, procedimento experimental e metodologia analítica. Os resultados demonstraram que o catalisador metilato de sódio apresentou eficiência 4,8% superior ao hidróxido de potássio na conversão de óleo de soja em biodiesel, o custo de produção global teve redução de 3,2% (R$ 0,080/Kg de biodiesel produzido) e a geração de resíduo em volume foi reduzida em 9,8%. Ambos catalisadores apresentaram resultados dentro da especificação da resolução ANP no42. Estes resultados demonstram a grande vantagem do metilato de sódio frente ao hidróxido de sódio e exalta a importância da escolha do catalisador que oferece o melhor desempenho que é fundamental para a viabilidade técnica, financeira e ambiental do Programa Nacional de Produção de Biodiesel (PNPB). / Biodiesel is a renewable alternative to petroleum diesel fuel and is chemically defined as mono-alkyl esters of fatty acid derived of vegetable oils and animal fat. The most commonly used process in its production is alkaline transesterification. This process consists in a chemical reaction in which vegetable oil and/or animal fats react with a short chain alcohol, using an alkaline catalyst (usually potassium hydroxide and sodium methylate), resulting in a mixture of mono- alkyl esters (biodiesel) and glycerin. The objective of the present research is to evaluate the performance of alkaline catalysts: sodium methylate and potassium hydroxide in the production of biodiesel by the methylic route, using soybean as a triglyceride source. The evaluation was divided in 3 parts: 1 - Technical: biodiesel quality, generated glycerin quality and the soybean oil to biodiesel conversion efficiency. 2 - Economical: Biodiesel\'s global production cost. 3 - Environmental: Quantitative and qualitative waste generation. The methodology consisted in carrying through 3 (three) batches with each catalyst in a 2.000 mL batch type glass reactor with external water circulation. The same refined soybean, methanol, experimental procedure and analytical methodology were used. The results demonstrated that the sodium methylate catalyst presented an efficiency 4,8% higher than potassium hydroxide in the conversion of soybean into biodiesel, that the global production cost had a 3,2% reduction (R$ 0.08/Kg of produced biodiesel) and that waste generation in volume was reduced in 9,8%. Both catalysts presented results, within the specification of ANP no42 Ordinance. These results demonstrate the great advantage of sodium methylate in comparison to potassium hydroxide and exalts the importance of chossing the catalyst that offers the best performance that is necessary for the technical, financial and environmental viability of the National Biodiesel Production Program.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:12:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4354.pdf: 4159716 bytes, checksum: 206587f84731d69c55507937a27f487b (MD5) Previous issue date: 2012-03-08 / Universidade Federal de Sao Carlos / The evaluation of addition of a random copolymer as compatibilizing and his effect in obtaining nanostructured morphology in blends composed by PC as matrix and PBT as dispersed phase, were investigated. The copolymercompatibilizer was produced by reactive mixture, in a torque rheometer, of the components of blend PC/PBT (50/50%wt) in the presence of different concentrations of the catalyst TnBT (1000 and 2000 ppm) and different mixing times (10 and 30 minutes). The characterization of thermal and chemicals properties by DSC, FTIR and 1HNMR showed evidences of the occurrence of transesterification reactions between the blends components for all systems studied. However, formation of the random copolymer was confirmed only for the system with addition of 2000 ppm of the catalyst, subjected to different mixing times. To minimize the effects of degradation reactions in the random copolymer formed, was selected use as compatibilizer to obtain nanostructured blends, the copolymer obtained after 10 minutes of mixing. To evaluating effect of the copolymer-compatibilizer in obtain a nanostructured morphology, were prepared blends PC/PBT (95/5%wt) with addition of 0, 1, 3 and 5% wt of copolymer and by the thermal analysis by DSC and DMTA was observed the existence of a partial miscibility, restricted to the amorphous phase, between the components of the blends PC/PBT studied. Morphological analysis by TEM revealed to obtain a dispersed phase nanostructured for the blend with addition of 3%wt of compatibilizing. The effect of random copolymer as compatibilizing agent for the blends studied was also demonstrated by characterization of the mechanical properties of tensile and impact. / A avaliação da adição de um copolímero randômico como compatibilizante e seu efeito na obtenção de uma morfologia nanoestruturada em blendas compostas por PC como matriz e PBT como fase dispersa foram investigadas. O copolímero-compatibilizante, produto de transreações, foi produzido pela mistura reativa, em rêometro de torque, dos componentes da blenda PC/PBT (50/50% em massa), na presença de diferentes teores do catalisador Tetra-n-Butil Titanato (1000 e 2000 ppm) e diferentes tempos de mistura (10 e 30 minutos). A caracterização das propriedades térmica e químicas por calorimetria diferencial exploratória (DSC), espectroscopia de infravermelho com transformada de Fourier (FTIR) e ressonância magnética do próton (1H NMR), evidenciaram indícios da ocorrência de reações de transesterificação entre os componentes da blenda para todos os sistemas estudados. Entretanto, a formação do copolímero aleatório foi confirmada apenas para a blenda com adição de 2000 ppm de catalisador, submetido aos diferentes tempos de mistura. Para minimizar os efeitos das reações de degradação sob o copolímero randômico formado, optou-se por utilizar como compatibilizante para a obtenção de blendas nanoestruturadas o copolímero obtido após 10 minutos de mistura. Para avaliação do efeito do compatibilizante na obtenção de uma morfologia nanoestruturada foram preparadas blendas PC/PBT (95/5% em massa) com adição de 0, 1, 3 e 5% em massa do copolímero e a partir da análise das propriedades térmicas por DSC e DMTA, observou-se a existência de uma miscibilidade parcial, restrita a fase amorfa, entre os componentes das blendas PC/PBT estudadas. A análise morfológica por MET evidenciou a obtenção de domínios de fase dispersa nanoestruturados para a blenda com adição de 3% em massa do compatibilizante e o efeito do copolímero randômico como compatibilizante para as blendas estudadas também foi evidenciado pela caracterização das propriedades mecânicas, sob tração e impacto.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:55:34Z (GMT). No. of bitstreams: 1 4980.pdf: 7065089 bytes, checksum: cc04d2b559d352db6282feb57da9b92c (MD5) Previous issue date: 2013-09-29 / Financiadora de Estudos e Projetos / The present work shows a new technique applied to the synthesis of heterogeneous catalysts MCM-41 containing basic alkylammonium cations and the study of stability in the transesterification reactions of monoesters. MCM-41 was developed by Mobil Oil Corporation in 1992 due to demand for materials with pore diameters in the range of mesoporous and is characterized by the arrangement of hexagonally ordered channels. Its synthesis involves precursors such as silicon source, hydroxyl source and surfactant, this latter in aqueous solution assumes the provision more favorable to their bi-functional character, forming a structure called a micelle. Recent polls show MCM-41, containing alkylammonium cations as an excellent base catalyst in fine chemistry and applicability in the production of biodiesel possessing strong basic sites related to the presence of anions siloxy ≡SiO- from interacting with the surfactant alkylammonium cations. The potential for reuse of heterogeneous catalysts brings economic benefits to the chemical processes involved, but the stability is needed in the different uses and leaching of these cations to the reaction observed in the different uses of the catalysts MCM-41 CTA+ reconciled to the loss of catalytic activity observed in literature motivated the search for new methods of synthesis with the aim of setting alkylammonium cations (CTA+) in the catalyst micelles. With this objective the styrene was used in synthesizing and expanding agent micellar enabling it inside the micelles and subsequent polymerization. X-ray diffraction, infrared spectroscopy in the region, elementary chemical analysis (CHN) techniques were used for characterization of new materials poly (styrene)-MCM-41 CTA+. The new catalysts provide high conversions (82%) transesterification of monoester (ethyl acetate) and methanol (1:6) at 50 ° C and were more stable catalytic achieving the proposed objective. / O presente trabalho apresenta o estudo uma nova técnica aplicada à síntese dos catalisadores heterogêneos básicos MCM-41 contendo cátions alquilamônio e o estudo da estabilidade nas reações de transesterificação de monoésteres. A MCM-41 foi desenvolvida pela Mobil Oil Corporation em 1992 devido à demanda por materiais com diâmetros de poros na faixa dos mesoporos e se caracteriza pelo arranjo de canais ordenados hexagonalmente. Sua síntese envolve a utilização de precursores com fonte de silício, fonte de hidroxila e de surfactante, sendo que este último em solução aquosa assume a disposição mais favorável à sua característica bifuncional, formando uma estrutura denominada micela. Pesquisas recentes apresentam a MCM-41 contendo cátions alquilamônio, como um excelente catalisador básico com aplicabilidade na química fina e produção de biodiesel, devido à presença de sítios básicos fortes, relacionados à interação de ânions siloxi ≡SiO- provenientes da interação com cátions alquilamônio do surfactante. O potencial de reutilização dos catalisadores heterogêneos agrega vantagens econômicas aos processos químicos envolvidos, porém a lixiviação desses cátions para o meio reacional foi observada nos reusos dos catalisadores CTA-MCM-41. Consequentemente ocorre a perda de atividade catalítica o que tem motivado a busca de novas metodologias de síntese com o objetivo de fixar cátions alquilamônio CTA+ nas micelas do catalisador. Com este objetivo o estireno foi utilizado na síntese se alojando no interior das micelas e em seguida submetido a radiação ultravioleta para o processo de polimerização. Difratometria de raios X, espectroscopia na região de infravermelho, espalhamento de raios X a pequenos ângulos, análise química (C H N), fisissorção de nitrogênio, microscopias eletrônicas foram as técnicas utilizadas para caracterização dos novos materiais CTA-MCM-41 contendo poliestireno. Os novos catalisadores forneceram altas conversões (82 %) na transesterificação de monoéster (acetato de etila) com metanol (1:6) a 50 °C e mostraram-se mais estáveis alcançando o objetivo proposto.

Made available in DSpace on 2016-06-02T19:56:37Z (GMT). No. of bitstreams: 1 2907.pdf: 1730602 bytes, checksum: 570de65e85efe48996d22b052773dfed (MD5) Previous issue date: 2010-02-26 / Financiadora de Estudos e Projetos / The hybrid [CTA+]-SiMCM-41 mesoporous material (where CTA+ is the cetyltrimethylammonium cation) was employed as synthesized in the transesterification reaction between ethyl acetate and methanol. This is a model reaction to test catalysts for the production of biodiesel from vegetable oils and fats. The basic sites of this catalyst were identified as the siloxy anions, generated by the presence of CTA+ cations (≡SiO-CTA+). As the MCM-41 pores are obstructed by these cations the catalytic reaction occurs probably at the pore mouth. The aim of this work was to evaluate different methods of synthesis, studying the effect of thermal parameters treatment (time and temperature) in the activity of as synthesized catalysts. It was observed that the catalytic activity performance is directly related with a better hexagonal structure organization of the samples, then the most organized mesoporous phase presents a larger amount of organized pores. Therefore, the catalytic sites (anions ≡SiO -) are more accessible to catalyze the reaction. / A peneira molecular mesoporosa [CTA+]-SiMCM-41 (onde CTA+ é o cátion cetiltrimetilamônio) foi empregada, tal como sintetizada, na transesterificação do acetato de etila com metanol. Está é uma reação modelo para testar catalisadores para a produção de biodiesel a partir de óleos vegetais e gorduras. Os sítios básicos do catalisador são identificados como sendo os ânions silóxi associados aos cátions CTA+ (≡SiO-CTA+). Como os poros da MCM-41 estão preenchidos pelo cátion orgânico, a reação ocorre provavelmente na boca dos poros. Este trabalho buscou avaliar diferentes procedimentos de síntese da [CTA+]-SiMCM-41 promovendo variações nos parâmetros de tratamento térmico (tempo e temperatura) e verificar as suas influências na atividade dos materiais tal como sintetizados. Observou-se que o desempenho catalítico está diretamente relacionado com o grau de organização da estrutura, uma vez que, a fase mesoporosa mais organizada provavelmente apresenta maior densidade de bocas de poro. Dessa forma, os sítios catalíticos (ânions ≡SiO-) encontram-se mais acessíveis para catalisar a reação.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:29:06Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2012-03-23Bitstream added on 2014-06-13T19:38:02Z : No. of bitstreams: 1 borges_jp_me_sjrp.pdf: 1239519 bytes, checksum: b05122cb2dbb9a8eb0dad7907a74977a (MD5) / Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP) / O biodiesel é uma alternativa ao diesel convencional que pode ser produzido a partir da reação de transesterificação entre triglicerídeos presentes em óleos vegetais ou gordura animal e alcoóis, como o metanol ou etanol. Uma rota promissora desta reação é a catálise enzimática, utilizando lipases. Este trabalho teve objetivo de selecionar cepas fúngicas com capacidade de produzir enzimas lipolíticas com propriedade de transesterificação e a imobilização destas enzimas para produção de biodiesel etílico. Para selecionar as linhagens com atividade lipolítica, foram realizados zimogramas com corante Rodamina B. Foram selecionadas três cepas fúngicas termofílicas e dezoito mesofílicas. As atividades hidrolíticas das linhagens fúngicas selecionadas foram comfirmadas com substrato cromogênico, p-nitrofenil palmitato (pNPP). As linhagens pré-selecionadas foram submetidas ao teste de transesterificação com óleo de soja e etanol, e os produtos desta reação foram analisados por GC-FID. Uma cepa fúngica identificada como Acremonium sp P24 foi selecionada para dar continuidade ao trabalho. A lipase bruta produzida a partir do bagaço de cana de açúcar foi concentrada por ultrafiltração e apresentou atividade hidrolítica ótima a 35ºC. O processo de imobilização mais eficiente para a realização de síntese foi aquele em que se utilizou as hifas do fungo Acremonium sp P24 crescidas no próprio farelo de trigo como suporte. A análise de variância para os experimentos mostrou que entre as variáveis estudadas (temperatura de reação, razão molar óleo/álcool, concentração enzimática e razão v/v óleo/hexano), somente a concentração enzimática como variável significativa e indicou a concentração de 10 % de hifas imobilizadas... / Biodiesel is an alternative to conventional diesel, which can be produced from the transesterification reaction of triglycerides found in vegetable oils or animal fat and alcohols such as methanol or ethanol. A promising route to this reaction is the enzymatic catalysis using lipases. This work aimed at selecting fungal strains capable of producing lipolytic enzymes with property of transesterification and immobilization of such enzymes for the production of ethylic biodiesel. In order to select strains with lipolytic activity, zymograms using dye Rhodamine B were performed. Three thermophilic and eighteen mesophilic fungal strains were selected. The hydrolytic activities of the selected fungal strains were confirmed by using chromogenic substrate p-nitrophenyl palmitate (pNPP). The pre-selected strains were then submitted to transesterification test with ethanol and soybean oil, and the products of such a reaction were analyzed by GC-FID. Only the fungal strain identified as Acremonium sp P24 was selected to carry out the work. The crude lipase produced from sugar cane bagasse was concentrated by ultrafiltration and showed optimal hydrolytic activity at 35°C. The most efficient immobilization process in order to carry out synthesis was the one in which hyphae of the fungus Acremonium sp P24 was used, they grown on wheat bran as support. Analysis of variance for the experiments showed that among the studied variables (reaction temperature, molar ratio of oil/alcohol, enzyme concentration and ratio v/v oil/hexane), only the enzymatic concentration as a significant variable and indicated a concentration of 10% of immobilized hyphae as an optimum point. However, experimentally speaking, the best biodiesel yield was 15.95%, using 7.75% immobilized hyphae, at 31.25°C, with 1:7.5 oil/alcohol molar ratio... (Complete abstract click electronic access below)