Ciências Exatas e Tecnológicas
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Item Estudo da lipase Eversa® Transform 2.0 nas formas livre e imobilizada e sua aplicação na reação de transesterificação da triacetina(Universidade Federal de Viçosa, 2019-01-29) Godoy, Marcelo Andrade de; Silva, Deusanilde de Jesus; http://lattes.cnpq.br/5929751010786750O presente trabalho investigou a reação de transesterificação enzimática para a produção de acetato de etila, fazendo uso da lipase Eversa® Transform 2.0 nas formas livre e imobilizada em esferas de alginato de cálcio. Inicialmente, a enzima foi caracterizada quanto à massa molar, por eletroforese; ao ponto isoelétrico, por titulação potenciométrica, e à estabilidade e ao tamanho, por potencial zeta. A massa molar foi de, aproximadamente, 30 kDa, o ponto isoelétrico 6,8. Posteriormente, foi realizado o processo de imobilização da lipase Eversa® Transform 2.0 por aprisionamento em microcápsulas de alginato de cálcio. Os resultados alcançados foram 14,6 % e 80 % para o rendimento e para a eficiência de imobilização, respectivamente. Os derivados imobilizados foram caracterizados por meio de microscopia eletrônica de varredura (MEV), por meio da qual foram observadas enzimas aglomeradas quando comparados com esferas referência, ou seja, sem enzima. O processo de transesterificação da triacetina utilizando a lipase Eversa® Transform 2.0 nas formas livre e imobilizada foi avaliado utilizando um Delineamento Composto Central Rotacional com 5 repetições no ponto central, variando o tempo de reação (de 3,9 a 24,1 h) e os teores de enzima (de 0,5 a 3,0 % (v/v)) e de água (de 1,0 a 6,0 % (v/v)), tendo como variável resposta a porcentagem de rendimento em acetato de etila. Tanto para a enzima imobilizada quanto para a enzima livre, as maiores taxas de rendimento em acetato de etila se deram quando foi utilizada a condição de 2,5 % de enzima e 5 % de água, embora o tempo de reação tenha sido de 8 h usando a enzima livre e de 20 h para a imobilizada. Com a enzima livre, o rendimento em acetato de etila foi de 39,3 %, enquanto que para a enzima imobilizada, o rendimento máximo foi de apenas 5,8 %, sendo, neste caso, a variável tempo de reação a mais significativa (> 0,05) do que as variáveeis teores de enzima e de água, mostrando que o processo de imobilização não foi favorável ao rendimento em acetato de etila. Com relação ao reuso, foi possível observar que a atividade da enzima imobilizada foi mantida em 83,9 % da inicial, após o 1º ciclo, e que, após o 2º e 3º ciclos, as atividades foram de 39,0 e 23,8 %, das anteriores, respectivamente.Item Estudo da transesterificação de óleo de soja e gordura suína com óleo fúsel(Universidade Federal de Viçosa, 2011-11-28) Pereira, Alexandre Fontes; Silva, Paulo Henrique Alves da; http://lattes.cnpq.br/5250551495639155A maior parte do biodiesel no Brasil é produzido com óleo de soja, por via metílica. Neste trabalho foi proposto um processo produtivo em menor escala utilizando como matéria-prima óleo fúsel e gordura suína. O óleo fúsel é um resíduo de usina de álcool, composto basicamente por alcoóis superiores, com maior concentração de álcool isoamílico. O trabalho foi dividido em três capítulos. Inicialmente foi realizada caracterização físico-química do óleo fúsel, da gordura suína, do óleo de soja e também foi analisada uma mistura de 50 % m/m de óleo de soja e 50 % m/m de gordura suína. O óleo fúsel passou por um processo de destilação e desumidificação, com estes procedimentos foi reduzido seu teor água e houve uma concentração dos alcoóis superiores; fatores preponderantes para uma maior conversão das matérias-primas em ésteres. Antes de iniciar a produção do biodiesel experimental foi necessário otimizar as condições reacionais. O tempo de reação foi de 1 hora, sendo a temperatura inicial de 45 °C e a temperatura de saída do reator de 60 °C. Foi utilizado um sistema de reatores em série. O rendimento, calculado pela conversão da matéria-prima em ésteres; no reator 1 foi de 29,0 % e no reator 2 foi de 79 %. Foram realizadas análises físico-químicas do biodiesel experimental e os valores foram comparados com os limites estabelecidos pela ANP. Foram formados ésteres de cadeia longa. Os valores de índice de acidez, índice de iodo, ponto de inflamação, umidade, glicerina total e ponto de fulgor apresentaram-se dentro dos limites estabelecidos pela ANP. Já os valores de massa específica a 20 °C e ponto de névoa diferiram um pouco dos padrões da ANP. No capítulo 3 foram calculadas as variáveis financeiras de uma planta com produção diária de 50 toneladas de biodiesel por dia. Foram simulados quatro projetos, o biodiesel 1 simulado com óleo de fúsel e mistura de óleo de soja e gordura suína; o biodiesel 2 foi simulado com óleo fúsel e óleo de soja; o biodiesel 3 foi simulado com metanol e óleo de soja e; o biodiesel 4 foi simulado com metanol e mistura de óleo de soja e gordura suína. De acordo com os indicadores, os projetos 3 e 4, simulados com metanol apresentaram viabilidade econômico-financeira. Já os projetos 1 e 2, simulados com óleo fúsel não apresentaram viabilidade econômico-financeira, pois os custos de sua produção foram superiores as receitas geradas com o valor de venda do biodiesel experimental.Item Efeito da radiação solar e pré-desinfecção na caracterização lipídica de biomassa cultivada em lagoas de alta taxa utilizando esgoto doméstico(Universidade Federal de Viçosa, 2013-02-26) Assemany, Paula Peixoto; Azevedo, Mônica de Abreu; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4782410Z5; Marques, Eduardo Antônio Gomes; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4784205H0; Calijuri, Maria Lúcia; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4783663E6; http://lattes.cnpq.br/1498629994153004; Reis, Alberto José Delgado dos; http://lattes.cnpq.br/6378217058972269; Calijuri, Maria do Carmo; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4780015P6; Costa, Rejane Helena Ribeiro da; http://lattes.cnpq.br/6762004196316452Microalgas são, atualmente, consideradas como uma das mais promissoras fontes alternativas para a produção de biodiesel. Variações nas condições de cultivo, aliadas ao cultivo em águas residuárias, são usualmente empregadas, visando maximizar o acúmulo de lipídeos a um custo relativamente baixo. Esse estudo objetivou investigar a influência de diferentes intensidades luminosas e da prédesinfecção por radiação ultravioleta na caracterização lipídica de microalgas cultivadas em lagoas de alta taxa, utilizando esgoto doméstico como meio de cultivo. Foram operadas em paralelo doze lagoas de alta taxa. Uma linha era composta de seis lagoas que receberam efluentes domésticos diretamente do reator UASB, e a outra linha de seis lagoas que tiveram como meio de cultivo efluente doméstico do UASB que passou por processo prévio de desinfecção ultravioleta. As unidades foram ainda cobertas com telas de sombreamento para o bloqueio de 9, 18, 30, 60 e 80% da radiação solar. Os resultados mostraram que os gêneros Chlorella e Desmodesmus foram os dominantes em todas as unidades. O teor de lipídeos totais não variou significativamente entre as unidades, ficando em torno de 9,5%. As unidades com maior bloqueio da radiação solar foram as que menos acumularam lipídeos. Além da radiação solar fotossinteticamente ativa medida no ar (PAR), as variáveis PAR subaquática, concentração de SSV e de clorofila a explicaram o acúmulo de lipídeos. Em termos de produtividade lipídica, a unidade com maior sombreamento e sem a pré-desinfecção UV foi a mais produtiva, com valor médio de 1,21 g. m-2.d-1. O perfil lipídico teve maior predominância dos ácidos graxos C16, C18:1 e C18:3. De forma geral, a condição com 60% de sombra e sem a pré-desinfecção UV, foi a que aliou as melhores características, em termos de quantidade e qualidade, dos lipídeos acumulados para produção de biodiesel.Item Análise de cenários de extração de óleo vegetal para produção de biodiesel na região do Norte de Minas Gerais(Universidade Federal de Viçosa, 2007-02-23) Sartori, Marco Antônio; Silva Júnior, Aziz Galvão da; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4797493T5; Silva, Marco Túlio Coelho; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4788315A1; Perez, Ronaldo; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4763156J5; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4710876Y9; Vieira, José Geraldo Vidal; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4763976P6; Soares, Cláudio Furtado; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4787521A0A iniciativa brasileira de produzir biodiesel, a partir de óleos vegetais, introduz na matriz energética brasileira uma fonte alternativa de energia ainda pouco explorada e que substitui derivados de petróleo. No entanto, buscando a inserção da agricultura familiar na cadeia produtiva do biodiesel, o Governo Federal lançou o Selo Combustível Social, como um conjunto de medidas específicas, visando estimular a inclusão social da agricultura familiar por meio da geração de empregos e renda no campo. Diferentes oleaginosas têm se destacado como matérias-primas para a produção de biodiesel no Brasil, devendo ser priorizadas aquelas que venham a gerar maior emprego de mão-de-obra na agricultura familiar e que incluam regiões à margem do processo de desenvolvimento econômico. Assim, ressalta-se a importância de estudos que permitam oferecer dados confiáveis para avaliação da viabilidade de implantação de unidades de extração de óleo vegetal, que depende de fatores locacionais, investimento inicial, custos de manutenção e operação, montantes de venda (economias de escala), qualidade e facilidade de obtenção das matérias-primas e de normas da legislação atual. Neste trabalho, apresenta-se uma análise econômica de três diferentes escalas de produção de óleo vegetal de mamona vinculada à Agricultura Familiar na região do semi-árido mineiro. Mediante a importância social deste tipo de empreendimento, assim como a necessidade de uma proposta que apresente maior viabilidade para pequenos produtores de mamona, consideraram-se três sugestões de modelos a serem avaliados. Na construção dos modelos, considerou-se a demanda exigida por uma unidade de produção de biodiesel da Petrobrás, a ser instalada em Montes Claros MG, que demandará diariamente um total de 50 mil litros de óleo vegetal, quando estiver operando com capacidade máxima. O estudo inicia-se com a escolha de tecnologias de pequena escala para extração de óleo vegetal, adequadas à agricultura familiar; avança na escolha de fornecedores e definição de coeficientes técnicos de processo; detalha os custos de produção envolvidos; e analisa os indicadores econômicos de viabilidade, a partir do uso do BioSoft (Sistema de apoio à decisão para a implantação de unidades de produção de biodiesel). Para a realização dos estudos de escalas de processamento, considera-se a avaliação de cenário, a partir de três modelos, em que são consideradas as tecnologias de extração por prensagem e extração por solvente. Os modelos 1 e 2 foram desenvolvidos, buscando-se a descentralização das unidades de extração mecânica com a utilização de pequenas prensas dispersas na região produtora de mamona. O Modelo 3 envolveu uma unidade de extração por solvente centralizada. Nas análises priorizaram-se os cálculos de rentabilidade e a necessidade de mão-de-obra, com todos os modelos apresentando viabilidade econômico-financeira, embora com valores diferentes de investimentos e indicadores. A partir dos resultados encontrados e analisados, verifica-se que a unidade com extração por solvente (Modelo 3) apresenta indicadores econômicos mais satisfatórios e menor custo unitário de produção. No entanto, devido à centralização das atividades operacionais, exige maior concentração de recursos financeiros e produtivos, o que dificulta a obtenção de financiamento e prejudica o gerenciamento das atividades.Item Protótipo de um sistema integrado de apoio à decisão sobre investimentos industriais e agrícolas na cadeia produtiva do biodiesel(Universidade Federal de Viçosa, 2008-02-27) Borges, Moacir Chaves; Silva Júnior, Aziz Galvão da; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4797493T5; Braga, José Luis; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4787263E8; Perez, Ronaldo; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4763156J5; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4744176J6; Coimbra, Jane Sélia dos Reis; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4798752J6; Gonçalves, Eliane Calomino; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4796271E4O presente trabalho teve como objetivo o desenvolvimento de um protótipo de apoio à decisão capaz de avaliar a viabilidade econômica de projetos agrícola e industrial integrados na produção de biodiesel. Denominado SADBioDiesel, o protótipo permite avaliar questões do tipo: qual o montante de investimentos necessários para produtores agrícolas e industriários? ; que preço deve ser pago ao agricultor familiar para que o mesmo tenha garantia de renda familiar mínima e a indústria tenha bons retornos financeiros? ; que região ou oleaginosa permite obtenção de custos de produção e preços de venda mais competitivos? ; e quão competitivo é um projeto com Selo Combustível Social contra um projeto sem o Selo? . Seguindo o processo de prototipação de sistemas de informação, o SADBioDiesel foi desenvolvido a partir de conceitos de matemática financeira e de avaliação econômica de projetos de investimento. Assim, após a entrada das informações de configuração geral do projeto e da orçamentação dos elos industrial e agrícola o protótipo apresenta como resultados de apoio à decisão de investir os clássicos indicadores de avaliação econômica, VPL, TIR e TRC tanto para a avaliação industrial, quanto agrícola acrescidos de indicadores sobre a renda agrícola familiar, o lucro unitário de uso da terra e o número de beneficiários do elo agrícola, sobre os quais o usuário concluirá se o projeto agroindustrial é viável ou não de ser implantado.Item Biodiesel produzido a partir do óleo da semente de Mabea fistulifera Mart.(Universidade Federal de Viçosa, 2007-07-16) Pereira, Flávia Elaine de Andrade; Reis, Efraim Lázaro; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4788214H7; Demuner, Antônio Jacinto; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4783217D3; Reis, César; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4785327P6; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4594380Y7; Dias, Luiz Antonio dos Santos; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4763137P6; Neves, Antônio Augusto; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4788868U1Nos dias atuais a procura por combustíveis renováveis tem aumentado muito. O consumo mundial de combustível fóssil possui uma tendência de crescimento para os próximos anos, contudo, esse combustível alcançará seu máximo em muito pouco tempo. Neste sentido, o biodiesel surge como uma alternativa em relação ao petróleo e seus derivados, já que sua produção é obtida de fontes renováveis e a emissão de poluentes diminui muito. O presente trabalho teve como objetivo extrair, caracterizar e produzir biodiesel a partir da semente da planta Mabea fistulifera Mart. (canudo de pito). O rendimento da extração do óleo das sementes de foi de 33,5% m/m. Foi realizado um experimento fatorial 33 afim de determinar a melhor quantidade de catalisador, bem como a melhor proporção álcool e óleo e a temperatura ideal para o maior rendimento de ésteres etílicos produzidos. Os resultados demonstraram que o emprego de concentrações elevadas de catalisador gerou grandes perdas de rendimento devido à formação de sabões. O maior rendimento em ésteres correspondeu a 91,96%, utilizando razão molar 10:1 (etanol:óleo), 1,0% (m/m) de NaOH e temperatura de 50 °C. A variável de maior importância para a etanólise do óleo de canudo de pito foi a razão molar etanol:óleo. A temperatura não apresentou efeito significativo no rendimento da reação. A avaliação da qualidade do biodiesel produzido se deu por testes laboratoriais tais como índices de iodo, de acidez, de saponificação, corrosividade ao cobre, viscosidade, análise de estabilidade à oxidação entre outros baseados na portaria ANP 255/2003. Todos os testes obtiveram ótima repetibilidade e os resultados encontraram-se dentro dos padrões especificados pelos órgãos reguladores (ANP e ASTM).Item Avaliação da atividade de catalisadores homogêneos e heterogêneos de estanho em reações de esterificação de ácidos graxos para produção de biodiesel(Universidade Federal de Viçosa, 2013-03-18) Ferreira, Arthur Batista; Fernandes, Sergio Antônio; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4760152Y5; ; http://lattes.cnpq.br/2723025650963060; Queiroz, José Humberto de; http://lattes.cnpq.br/4881556650652069; Teixeira, Róbson Ricardo; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4723796H8O biodiesel vem se destacando como uma alternativa ao diesel fóssil por ser um combustível renovável, biodegradável e não tóxico. Atualmente, a maioria do biodiesel é produzida via transesterificação alcalina em fase homogênea de triacilgliceróis presentes em óleos vegetais. Entretanto, aproximadamente 70% do preço final do biodiesel é resultado do custo destas matérias primas. Portanto, desenvolver tecnologias que usem matérias primas baratas como gorduras animais e rejeitos de óleos de cozinha, as quais têm alto teor de ácidos graxos livres (AGL) e são então incompatíveis com catalisadores alcalinos, torna-se cada vez mais importante. Porém, as tecnologias disponíveis empregam catalisadores ácidos minerais homogêneos (ácidos de Brönsted), os quais são corrosivos, não recicláveis e resultam em grande geração de resíduos e efluentes nas etapas de neutralização e de separação. Neste trabalho, foi avaliada a atividade de catalisadores alternativos de estanho (ácidos de Lewis), como o SnBr2, SnCl2, SnF2 e o Sn(C2H3O2)2, nas reações de esterificação de ácidos graxos em fase homogênea e posteriormente em fase heterogênea. Foram investigados os efeitos das principais variáveis de reação, temperatura, concentração do catalisador, natureza do álcool e do ácido graxo empregado, na conversão e seletividade da reação. Foi também investigada a atividade destes catalisadores suportados em SiO2 pelo método sol-gel.Item Estudo cinético das reações de esterificação de ácidos graxos catalisadas por ácidos de Lewis e de Brønsted para produção de biodiesel(Universidade Federal de Viçosa, 2008-07-04) Cardoso, Abiney Lemos; Lima, Claudio Ferreira; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4723121U4; ; ; http://lattes.cnpq.br/7521871136636541; Fernandes, Sergio Antônio; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4760152Y5; Oliveira, Luiz Carlos Alves de; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4795801A1A obtenção de biodiesel, ainda hoje é feita através de reações de transesterificação de óleo vegetais com álcool de cadeia curta. Entretanto, também pode-se produzi-lo via esterificação de ácidos graxos livres presentes em rejeitos industriais, domésticos ou gorduras animais. Normalmente, como catalisadores são usados NaOH, para reações de transesterificação e H2SO4 para reações de esterificação. Entretanto, o uso desses catalisadores causa grandes impactos ambientais. Todavia, quando os óleos contêm uma grande concentração de ácidos graxos livres, ocorre a saponificação em meio alcalino, o que reduz o rendimento e dificulta a separação de fases. Então são necessários altos investimentos em pesquisa para obtenção de novos catalisadores que possam ser eficientes como os catalisadores ácidos comuns e que sejam menos agressivos ao meio ambiente. Seguindo esta tendência, este trabalho apresenta o Cloreto de estanho dihidratado (SnCl2.2H2O) como uma alternativa aos catalisadores ácidos comuns em reações de esterificação para produção de biodiesel. Foram realizados vários estudos onde o SnCl2.2H2O foi comparado com catalisadores ácidos de Brønsted (H2SO4, PTSA, H3PW12O40.10H2O). Foi estudada também a influência da concentração do catalisador, dos ácidos graxos livres, da concentração e do tamanho da cadeia dos álcoois. Foram avaliados outros catalisadores a base de estanho como óxidos de estanho (SnO e SnO2) e compostos organoestânicos (Sn (C6H5)4, SnCl(C6H5)3, SnCl2(C6H5)2). Um detalhado estudo cinético foi realizado e assim determinada a energia de ativação das reações catalisadas pelo SnCl2.2H2O, além da ordem em relação a concentração do ácido graxo e do Sn2+.Item Catalisadores heterogêneos a base de heteropoliácidos e estanho para produção de biodiesel(Universidade Federal de Viçosa, 2011-08-24) Cardoso, Abiney Lemos; Fernandes, Sergio Antônio; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4760152Y5; Oliveira, Luiz Carlos Alves de; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4795801A1; ; http://lattes.cnpq.br/7521871136636541; Dutenhefner, Patrícia Alejandra Robles; http://lattes.cnpq.br/1050683799169275; Martins, Márcio Arêdes; http://buscatextual.cnpq.br/buscatextual/visualizacv.do?id=K4798288T8;A obtenção de biodiesel via reações de esterificação vem se tornando cada dia mais viável, pois existe uma grande quantidade de ácidos graxos livres presentes em rejeitos industriais, domésticos ou gorduras animais. Entretanto é necessária a busca por novos catalisadores que promovam as reações de esterificação. Neste sentido, a utilização de heteropoliácidos livres ou suportados tem se mostrado uma alternativa viável para reação homogênea e heterogênea em condições brandas (baixa temperatura e pressão). Neste trabalho descrevemos o uso de HPW e cloreto de estanho suportado para tais reações. Os HPW e SnCl2 suportados foram preparados pelo método de impregnação utilizando-se como matrizes SiO2, Nb2O5 e ZrO2. A temperatura de calcinação dos compósitos foi uma variável estudada, sendo que foram testados os tratamentos térmico a 100 ºC, 200 °C e a 300 °C por 4 horas com diferentes quantidade s de HPW e SnCl2 10, 30 e 50% m/m. Os resultados de infravermelho para os HPW mostram que a estrutura dos HPW foi conservada mesmo no tratamento mais drástico (300ºC). Os Compósitos de HPW e SnCl2 foram testados em reações de esterificação do ácidos oleico com etanol. Foram realizados testes de lixiviação para todos os compostos com 50 % m/m. os resultados mostram que além da temperatura de calcinação também o tipo de matriz é um fator determinante na estabilidade do catalisador. Foi realizado um teste de recuperação e reutilização para o compósito de HPW50/Nb2O5 - 200 e para SnCl250/SiO2 200 ºC. Um detalhado estudo cinético foi realizado utilizando-se RMN de 1H, assim foram determinadas propriedades cinéticas como energia de ativação e as constantes cinéticas, e propriedades termodinâmicas tais como constantes de equilíbrio, entalpia entropia e energia livre de Gibbs para as reações catalisadas pelo H3PW12O40 em fase homogênea.