Biomassa em aula prática de Química Orgânica Verde: cravo-da-índia como fonte simultânea de óleo essencial e de furfural

This work presents an optimized integrated experiment for isolation of clove bud essential oil, rich in eugenol, and subsequent utilization of the solid residue for furfural synthesis. The operationally simple laboratory protocols and utilization of water as a solvent in both operations, plus the use of biomass as the starting material for preparation of versatile intermediates in organic synthesis, make the experiments attractive for undergraduate experimental organic chemistry courses in the context of green chemistry. In addition, this is the first description of the use of biomass (clove bud) in the simultaneous preparation of two chemical feedstocks, eugenol and furfural, on experimental organic chemistry courses.

Furfural - da biomassa ao laboratório de química orgânica

The goal of this manuscript is provide to students of Chemistry and related areas an alternative experiment in which they can obtain a compound and learn to observe and interpret properties and predict organic structure by obtaining furfural from biomass. Furfural is an organic compound, obtained through acid hydrolysis of pentosans, commonly used in the chemical and pharmaceutical industries. Students are guided to get furfural through extractive procedures and chemical reactions adapted to semi-micro laboratory scale. Characterization of furfural was done by chemical tests and physical properties. Identification was accomplished by a series of spectroscopic and spectrometric techniques.

Produção de concentrados de ácidos graxos por hidrólise de óleos vegetais mediada por lipase vegetal

The aim of this work was to verify the ability of enzymatic crude extract from dormant castor bean seeds to yield concentrated fatty acids by hydrolysis of polyunsaturated vegetable oils such as corn and sunflower. The enzymatic extract exhibited higher activity towards corn oil, which was selected for further studies to determine optimum hydrolysis conditions by factorial design. Maximum hydrolysis percentage (≈84%) was reached at 60% wt. oil:buffer acetate 100 mM pH 4.5, 33 ºC and 5.0% wt. of crude extract after 70 min of reaction. These results suggest that the use of low-cost lipase from castor bean seeds has potential for oil hydrolysis.

Remoção do alcatrão de correntes de gaseificação de biomassa: processos e catalisadores

Biomass gasification is a technology that has attracted great interest in synthesis of biofuels and oxo alcohols. However, this gas contains several contaminants, including tar, which need to be removed. Removal of tar is particularly critical because it can lead to operational problems. This review discusses the major pathways to remove tar, with a particular focus on the catalytic steam reforming of tar. Few catalysts have shown promising results; however, long-term studies in the context of real biomass gasification streams are required to realize their potential.

Análise química da biomassa - uma revisão das técnicas e aplicações

Use of biomass as an alternative to nonrenewable feedstock for energy, materials, and chemicals is currently a prominent theme for industry and R Countries like Brazil, USA, and Germany are spending resources and efforts to promote a green economy based on biomass supply chains. Chemical analysis is an important tool to ensure quality, reliability, and to suggest the best potential use for the biomass, thereby enhancing its economic potential. Analytical techniques can identify chemical components, characterize their properties, and determine their concentration. This article discusses the commonly employed techniques and their application in chemical analysis of biomass and its products.

MÉTODOS DE EXTRAÇÃO DE POLI-HIDROXIALCANOATOS A PARTIR DE BIOMASSA BACTERIANA

Polyhydroxyalkanoates (PHAs) are biodegradable and biocompatible polyesters intracellularly accumulated by many bacteria as an energy reserve material and carbon source. These biopolymers may be extracted from cells after their production phase, and the extraction process involves various individual operations to ensure adequate removal of the biopolymer from the cells. During this process, the following aspects should be considered: reduction of product losses during different stages of the process to obtain a highly pure product, preservation of physical and thermal characteristics, and use of low toxicity chemicals to achieve sustainable production and avoid harming the environment. The impact of the costs of PHA extraction on the total cost of the production process may account for over 50% of the end-value of the product. Within this context, several methods of PHA extraction have been reported in the literature. These methods include the use of solvents, chemical digestion, enzymatic digestion, mechanical extraction with high-pressure homogenization and ultrasound, extraction using supercritical fluids, or a combination of these methods. The present review of the literature shows strategies for extraction processes of PHAs produced by bacteria involving cell destabilization and/or breakage, recovery, and purification of the biopolymer.

Efeito da chuva sobre a tenacidade e eficiência de fungicidas cúpricos associados ao óleo vegetal no controle da ferrugem do cafeeiro

A ação da chuva sobre a tenacidade e eficiência de diferentes fungicidas cúpricos isolados ou associados ao óleo vegetal no controle da ferrugem (Hemileia vastatrix) do cafeeiro (Coffea arabica)foi avaliada no presente trabalho. Óxido cuproso, hidróxido de cobre e oxicloreto de cobre, na proporção de 0,3% do ingrediente ativo, foram pulverizados em mudas de café 24 h antes da inoculação dos urediniosporos. Após 60 min da pulverização, metade das mudas recebeu chuva induzida de 20 mm durante 6 min, repetidas quatro vezes com intervalos de uma semana. A outra metade não recebeu água por aspersão. O fungicida óxido cuproso sem adição do óleo foi mais eficiente do que com adição do óleo. Com o fungicida hidróxido de cobre ocorreu o inverso, enquanto que com o oxicloreto de cobre não se observou a ação do óleo. A presença ou não da chuva, não interferiu significativamente na incidência e severidade da ferrugem, sugerindo que os fungicidas testados apresentam certa resistência à ação da chuva, com boas características de aderência e/ou persistência na superfície foliar do cafeeiro. A mistura do oxicloreto de cobre ao óleo vegetal com ou sem chuva reduziu a germinação média de esporos para 13,51%, sendo significativamente diferente da testemunha com germinação média de 41,29%, o que indica a sua ação erradicante. Destacou-se ainda o óxido cuproso sem óleo na ausência de chuva por erradicar o fungo, mas que na presença de chuva não diferiu da testemunha.

Titulação amperométrica de compostos fenólicos usando polifenol oxidase de vegetal como titulante

Titulação amperométrica de compostos fenólicos usando extrato bruto de batata doce (Ipomoea batatas (L.) Lam.), fonte da enzima polifenol oxidase, como titulante é proposta para determinação de fenóis em águas residuárias. Esta enzima catalisa a oxidação de monofenol e difenol pelo oxigênio molecular produzindo o-quinona. Um eletrodo de oxigênio foi usado como eletrodo indicador e o consumo de oxigênio na solução foi proporcional à concentração do substrato (analito). Esse método apresentou uma resposta linear para catecol, pirogalol, hidroquinona, fenol e p-cresol na faixa de concentração de 2,0x10-5 a 4,0x10-4 mol L-1 e a recuperação de catecol em duas amostras variou de 97,7 a 102%. Os resultados obtidos para compostos fenólicos em águas residuárias de indústrias usando o procedimento proposto e o método padrão estão em concordância a um nível de confiança de 95%.

Comparação de técnicas analíticas para a extração de potássio de amostras de tecido vegetal com água e soluções ácidas concentrada e diluída

O aprimoramento dos métodos analíticos faz com que a busca por novas tecnologias rápidas, exatas e de custo reduzido estejam constantemente sendo revistas e avaliadas. O objetivo deste trabalho foi comparar três formas de extração de K (decomposição nítro-perclórica, extração com água e extração com solução diluída de HCl) de amostras da parte aérea de capim-tanzânia (Panicum maximum cv. Tanzânia) e de alfafa (Medicago sativa cv. Crioula). Os métodos de extração de K de amostras de tecido vegetal de capim-tanzânia e alfafa com solução ácida diluída ou com água apresentaram-se equivalentes ao método tradicional da decomposição nítro-perclórica e podem substituí-lo.

Frequência de Lettuce big-vein associated virus e Mirafiori lettuce big-vein virus em Plantas de alface no Estado de São Paulo e transmissão através de extrato vegetal e solo

A presença de sintomas de 'big vein' ou engrossamento das nervuras em alface e a associação do Lettuce big-vein associated virus (LBVaV) e Mirafiori lettuce big-vein virus (MLBVV) foram verificadas por RT-PCR utilizando-se oligonucleotídeos específicos para ambos os vírus. Foram coletadas 366 plantas sintomáticas nas regiões de Bauru, Campinas e Mogi das Cruzes no estado de São Paulo nos meses de junho e setembro de 2004 e abril e julho de 2005, e 18 plantas assintomáticas na região de Mogi das Cruzes no mês de dezembro de 2004. Infecção mista do LBVaV e MLBVV foi detectada em 76,2% das plantas sintomáticas, em 11,5% somente o MLBVV foi detectado e em 6,6% somente o LBVaV. Nas plantas assintomáticas coletadas em dezembro na região de Mogi das Cruzes, em áreas de alta incidência da doença durante o inverno, foi detectada a presença de MLBVV em 9 amostras e LBVaV em 7 amostras. Quatro dessas amostras apresentaram infecção mista, indicando que o desenvolvimento de sintomas depende de fatores abióticos, como temperatura. A inoculação via extrato vegetal a partir de plantas de alface com infecção mista pelo MLBVV e LBVaV foi realizada a 16°C/ 10°C (dia/noite) e fotoperíodo de 11 horas, verificando-se que o MLBVV foi transmitido para Nicotiana tabacum TNN, N. rustica, N. occidentalis, Chenopodium quinoa e para as cultivares de alface Trocadero e White Boston, enquanto o LBVaV foi transmitido apenas para a alface White Boston. Entretanto, nenhuma destas plantas apresentou sintomas da doença, com exceção de C. quinoa que apresentou sintomas de lesões locais. Plantio em solo proveniente de áreas com histórico da doença de Mogi das Cruzes permitiu a transmissão do LBVaV para alface cv. White Boston e do MLBVV para alface cv. Trocadero e White Boston, embora apenas a cv. White Boston tenha apresentado sintomas da doença. Em conjunto, estes resultados demonstram a dificuldade de transmissão de ambos os vírus, mesmo em condições de laboratório.

Custo adaptativo da indução de resistência em feijoeiro mediada pela rizobactéria Bacillus cereus ou acibenzolar-S-metil: atividade de enzimas, síntese de fenóis e lignina e biomassa

Plantas que utilizam recursos para defesa na ausência de pragas ou patógenos, arcarão com custos energéticos que podem refletir na sua produtividade. Assim, teve-se por objetivo avaliar os custos adaptativos da indução de resistência, antes da chegada do patógeno, em feijoeiro induzido por um indutor biótico (Bacillus cereus) e um abiótico (acibenzolar-S-metil, ASM), em 2, 3 ou 4 aplicações distribuídas ao longo do ciclo da cultura. Avaliou-se o efeito protetor contra a bactéria Xanthomonas axonopodis pv. phaseoli, além da atividade de peroxidase, quitinase, β-1,3-glucanase, síntese de lignina, fenóis e crescimento com base na matéria seca. Observou-se que os indutores protegeram a cultura contra X. axonopodis pv. phaseoli com base na redução da severidade. O ASM aumentou a atividade de peroxidase, quitinase e β-1,3-glucanase, enquanto que o B. cereus aumentou apenas a peroxidase. O ASM aumentou a síntese de lignina e B. cereus não, enquanto que ASM diminuiu teor de fenóis e B. cereus não. O ASM reduziu a biomassa da planta, o que não ocorreu em plantas induzidas por B. cereus. Portanto, a resistência induzida por ASM apresenta elevado custo associado, enquanto que por B. cereus apresenta baixo custo, necessitando a indução de resistência ser melhor explorada e estudada para potencializar seu uso em feijoeiro.

Corrosão de parafusos fixados à madeira tratada com soluções de creosoto vegetal

O objetivo desta pesquisa foi avaliar a corrosão de parafusos auto-rosqueáveis fixados à madeira tratada com soluções preservativas preparadas com creosoto vegetal, em condições de campo. Obteve-se o creosoto vegetal bruto por meio da destilação à temperatura de 110 - 255ºC do alcatrão vegetal. Uma fração dos destilados foi lavada com solução a 9% de bicarbonato de sódio, obtendo-se o creosoto vegetal purificado. Ambas as frações foram enriquecidas com 3% de naftenato de cobre; 3% de naftenato de zinco; 3% naftenato de cobalto; 2% de TBTO; 2% de tribromofenato de tubutil-estanho; 2% de pentaclorofenol; ou 0,4% de trióxido de arsênico. Foram preparadas 16 soluções, sendo 14 enriquecidas, além do creosoto vegetal bruto e do creosoto vegetal purificado. Estacas confeccionadas com madeira de alburno de Eucalyptus grandis foram tratadas pelo processo de célula- cheia (processo Bethell). Após o tratamento, parafusos auto-rosquéaveis de ferro zincado foram fixados às estacas. O ensaio foi instalado em três localidades da Zona da Mata de Minas Gerais (Viçosa, Ponte Nova e Leopoldina). A corrosividade das soluções de creosoto vegetal foi comparada à causada pelo creosoto mineral. As soluções preparadas com creosoto vegetal purificado foram menos corrosivas que suas similares preparadas com creosoto vegetal bruto, assemelhando-se ao creosoto mineral.

Efeitos da purificação e do enriquecimento do creosoto vegetal na preservação da madeira de Eucalyptus grandis, após 48 meses de instalação do ensaio de campo

O objetivo deste trabalho foi avaliar a eficiência da purificação e do enriquecimento do creosoto vegetal contra xilófagos, após 48 meses de instalação do ensaio de campo. Por destilação do alcatrão vegetal, obteve-se o creosoto vegetal bruto (creosoto 1), recuperado à temperatura de 110-255 °C. Uma fração dos destilados foi lavada com solução a 9% de bicarbonato de sódio, para obter o creosoto vegetal purificado (creosoto 2). Os creosotos 1 e 2 foram enriquecidos com 3% de naftenato de cobre; 3% de naftenato de zinco; 3% de naftenato de cobalto; 2% de TBTO; 2% de tribromofenato de tributil-estanho; 2% de pentaclorofenol; ou 0,4% de trióxido de arsênico. Estacas obtidas do alburno de Eucalyptus grandis foram tratadas pelo processo de célula cheia. A eficiência das soluções de creosoto vegetal foi comparada com a do creosoto mineral. O ensaio foi instalado em três localidades (Viçosa, Ponte Nova e Leopoldina). Os resultados indicam que o creosoto 2 + pentaclorofenol foi superior aos creosotos 1 e 2 + TBTO, aos creosotos 1 e 2 + naftenato de zinco e ao creosoto 1 puro, sendo semelhante ao creosoto mineral. O creosoto 2 foi superior ao creosoto 1 apenas para a localidade de Leopoldina. De modo geral, a vida média da madeira não-tratada ficou entre 12 e 24 meses, a da madeira tratada com o creosoto 1 + TBTO entre 24 e 37 meses e a da tratada com o creosoto 1 + naftenato de zinco entre 37 e 48 meses e a com o creosoto 1 + naftenato de cobalto, creosoto 2 puro e creosoto 2 + naftenato de zinco ou TBTO foi de 48 meses. No atual estágio da pesquisa, não é possível estimar a vida média da madeira tratada com as demais soluções preservativas testadas, pois ainda não atingiram os 60% das estacas quebradas.

Produção de biomassa e crescimento de árvores de Schizolobium amazonicum (Huber) Ducke sob diferentes espaçamentos na região de mata

O ensaio foi conduzido no município de Sinop, Estado de Mato Grosso. Aos 60 meses de idade foram avaliados a altura total, o diâmetro à altura do peito (DAP), o número de plantas danificadas pelo vento e a produção de biomassa da parte aérea de Schizolobium amazonicum, em diferentes densidades populacionais e espaçamentos. Os resultados demonstram que o crescimento em altura e DAP foram influenciados nos diferentes espaçamentos estudados. Quarenta e sete plantas úteis foram danificadas pelo vento, e quanto à biomassa o espaçamento 4x4 m resultou em produção de biomassa superior à dos demais espaçamentos.