Mild temperature palladium-catalyzed ammoxidation of ethanol to acetonitrile

The ammoxidation of ethanol is investigated as a renewable process for the production of acetonitrile from a bio-feedstock. Palladium catalysts are shown to be active and very selective (>99%) to this reaction at moderate to low temperatures (150-240 °C), with acetonitrile yields considered a function of Pd morphology. Further investigations reveal that the stability of these catalysts is influenced by an unselective product, and that any deactivation observed is reversible. Interpretation of this deactivation allows operating conditions to be defined for the stable, high yielding production of acetonitrile from ethanol.

Preparation and characterization of novel nanocomposites of inorganic/polysaccharide type

O uso de polímeros naturais no âmbito da preparação de nanocompósitos não tem sido tão amplamente estudado quando comparado com os polímeros sintéticos. Assim, esta tese tem como objectivo estudar metodologias para a preparação de novos materiais nanocompósitos sob a forma de dispersões e filmes utilizando polissacarídeos como matriz. A tese está dividida em cinco capítulos sendo o último capítulo dedicado às conclusões gerais e a sugestões para trabalhos futuros. Inicialmente é apresentada uma breve revisão bibliográfica sobre os principais temas colocando esta tese em contexto. Considerações sobre o uso de polímeros naturais e a sua combinação com a utilização de nanopartículas inorgânicas para a fabricação de novos bionanocomposites são descritas e os objectivos e outline da tese são também apresentados. No segundo capítulo, a preparação de partículas de sílica puras ou modificadas bem como a sua caracterização por FTIR, SEM, TEM, TGA, DLS (tamanho e potencial zeta) e medições de ângulo de contacto são discutidas. De modo a melhorar a compatibilidade da sílica com os polissacarídeos, as partículas SiO2 foram modificados com dois compostos do tipo organosilano: 3- metacril-oxipropil-trimetoxissilano (MPS) e 3-aminopropil-trimetoxissilano (APS). As partículas SiO2@MPS foram posteriormente encapsuladas com de poli(metacrilato de glicidilo) utilizando a técnica de polimerização em emulsão. A utilização dos nanocompósitos resultantes na preparação de dispersões de bionanocompósitos não foi bem sucedida e por esse motivo não os estudos não foram prosseguidos. O uso de SiO2@APS na preparação de dispersões bionanocomposite foi eficiente. No terceiro capítulo é apresentada uma revisão sobre dispersões bionanocompósitas e respectiva caracterização destacando aspectos fundamentais sobre reologia e microestrutura. Em seguida, é discutido o estudo sistemático realizado sobre o comportamento reológico de dispersões de SiO2 utilizando três polissacarídeos distintos no que concerne a carga e as características gelificantes: a goma de alfarroba (não iónica), o quitosano (catiónico) e a goma xantana (aniónica) cujas propriedades reológicas são amplamente conhecidas. Os estudos reológicos realizados sob diferentes condições demonstraram que a formação de géis frágeis e/ou bem estruturados depende do tamanho SiO2, da concentração, do pH e da força iónica. Estes estudos foram confirmados por análises microestruturais usando a microscopia electrónica a baixas temperaturas (Cryo-SEM). No quarto capítulo, são apresentados os estudos relativos à preparação e caracterização de filmes bionanocompósitos utilizando quitosano como matriz. Primeiramente é apresentada uma revisão sobre filmes de bionanocompósitos e os aspectos fundamentais das técnicas de caracterização utilizadas. A escolha do plasticizante e da sua concentração são discutidas com base nas propriedades de filmes de quitosano preparados. Em seguida, o efeito da concentração de sílica e dos métodos utilizados para a dispersar na matriz de polissacarídeo, bem como o efeito da modificação da superfície da sílica é avaliado. As características da superfície e as propriedades de barreira, mecânicas e térmicas são discutidas para cada conjunto de filmes preparados antes e após a sua neutralização. Os resultados obtidos mostraram que a dispersão das cargas no plasticizante e posterior adição à matriz polissacarídica resultaram apenas em pequenas melhorias já que o problema da agregação de sílica não foi ultrapassado. Por esse motivo foram preparados filmes com SiO2@APS os quais apresentaram propriedades melhores apesar da agregação das partículas não ter sido completamente impedida. Tal pode estar relacionado com o processo de secagem dos filmes. Finalmente, no capítulo 5, são apresentadas as principais conclusões obtidas e algumas sugestões para trabalho futuro.

Food waste valorization through the production of polyhydroxyalkanoates by mixed microbial cultures

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Engenharia Química e Bioquímica

Biopolttoaineiden on-line -laadunmittauksen hyödyt energiantuotannossa

Biopolttoaineet ovat tärkeä energianlähde suomalaisessa energiantuotannossa. Biopoltto- aineille on kuitenkin ominaista laadun vaihtelevuus. Yksi tärkeimmistä laatutekijöistä on kosteus, joka vaikuttaa myös polttoaineen energiasisältöön. Laatutekijät puolestaan vai- kuttavat polttoainekäsittelyyn, polttoprosessiin ja koko laitoksen hyötysuhteeseen. Tämän työn tarkoituksena oli tutkia voisiko biopolttoaineiden online-laadunmittaus tuoda lisäarvoa energiantuotantolaitokselle. Esimerkkinä käytettiin yhtä online-laadunmittaus- sovellusta, InrayFuel-röntgenmittausjärjestelmää. Sillä voidaan seurata biopolttoaineiden kosteutta ja polttoaineen sisältämiä vierasaineita. Työssä on laadittu kustannusanalyysi, jolla pyritään selvittämään, onko nykyisen kertaluontoisen mittausmenetelmän korvaami- nen jatkuvatoimisella kannattavaa. Esimerkkilaitoksena on Etelä-Savon Energian Pur- sialan voimalaitos, jossa röntgenmittausjärjestelmään on testattu. Saatujen tulosten mukaan investoiminen esimerkkimittausjärjestelmään maksaisi itsensä takaisin alle vuodessa. Kun laitoksella pystytään seuraamaan polttoaineen laatua jatkuva- toimisesti, laadunhallinta paranee ja sitä kautta voidaan saavuttaa kustannussäästöjä. Polt- toaineesta johtuvat häiriötilanteet vähenevät, polttoaine on mahdollista optimoida edulli- semmaksi polton kannalta ja poltto-olosuhteita voidaan säätää paremmin, jolloin päästöt vähenevät ja hyötysuhde kasvaa. Työssä käytetty laskenta analysoi kuitenkin hyvin ylei- sellä tasolla, sillä käytössä ei ollut laitoksen omaa taselaskentajärjestelmää. Laskenta siis sisältää paljon oletuksia. Tämän ja rohkaisevien tulosten vuoksi tutkimusta jatkuvatoimi- sen laadunmittauksen hyödyistä kannattaa tehdä enemmän.

Modelling economic returns to plant variety protection in the UK

This paper attempts an empirical assessment of the incentive effects of plant variety protection regimes in the generation of crop variety innovations. A duration model of plant variety protection certificates is used to infer the private appropriability of returns from agricultural crop variety innovations in the UK over the period 1965-2000. The results suggest that plant variety protection provides only modest appropriability of returns to innovators of agricultural crop varieties. The value distribution of plant variety protection certificates is highly skewed with a large proportion of innovations providing virtually no returns to innovators. Increasing competition from newer varieties appears to have accelerated the turnover of varieties reducing appropriability further. Plant variety protection emerges as a relatively weak instrument of protection.

Structure, morphology and thermal characteristics of banana nano fibers obtained by steam explosion

In this work, cellulose nanofibers were extracted from banana fibers via a steam explosion technique. The chemical composition, morphology and thermal properties of the nanofibers were characterized to investigate their suitability for use in bio-based composite material applications. Chemical characterization of the banana fibers confirmed that the cellulose content was increased from 64% to 95% due to the application of alkali and acid treatments. Assessment of fiber chemical composition before and after chemical treatment showed evidence for the removal of non-cellulosic constituents such as hemicelluloses and lignin that occurred during steam explosion, bleaching and acid treatments. Surface morphological studies using SEM and AFM revealed that there was a reduction in fiber diameter during steam explosion followed by acid treatments. Percentage yield and aspect ratio of the nanofiber obtained by this technique is found to be very high in comparison with other conventional methods. TGA and DSC results showed that the developed nanofibers exhibit enhanced thermal properties over the untreated fibers. (C) 2010 Elsevier Ltd. All rights reserved.

Development of starch biobased and biodegradable plastics for their use in trays for food-packaging

This research work develops new methods to produce biodegradable starch-based trays for the purpose of replacing expanded polystyrene in the food packaging market. The starch based biopolymers present several drawbacks like poor mechanical properties and very high density. In order to overcome these drawbacks two research lines have been set up: blending thermoplastic starch with biobased reinforcements from agricultural wastes like barley straw and grape wastes, and testing the foamability of these materials with a Microwave-foaming method.

Mechanical and Thermal Properties of Thermoplastic Random Copolyesters Made from Lipid- Derived Medium and Long Chain Poly (x-hydroxyfatty acid) s

The physical properties of novel thermoplastic random copolyesters [-(CH2)(n)-COO-/-(CH2)(n)-COO-](x) made of long (n=12) and medium (n=8) chain length -hydroxyfatty esters [HO-(CH2)(n)-COOCH3] derived from bio-based vegetable oil feedstock are described. Poly(-hydroxy tridecanoate/-hydroxy nonanoate) P(-Me13-/-Me9-) random copolyesters (M-n=11,000-18,500 g/mol) with varying molar ratios were examined by TGA, DSC, DMA and tensile analysis, and WAXD. For the whole range of P(-Me13-/-Me9-) compositions, the WAXD data indicated an orthorhombic polyethylene-like crystal packing. Their melting characteristics, determined by DSC, varied with composition suggesting an isomorphic cocrystallization behavior. TGA of the P(-Me13-/-Me9-)s indicated improved thermal stability determined by their molar compositions. The glass transition temperature, investigated by DMA, was also found to vary with composition. The crystallinities of P(-Me13-/-Me9-)s however, were unaffected by the composition. The stiffness (Young's modulus) of these materials was found to be related to their degrees of crystallinity. (c) 2014 Wiley Periodicals, Inc. J. Appl. Polym. Sci. 2014, 131, 40492.

Antimicrobial and physical-mechanical properties of pectin/papaya puree/cinnamaldehyde nanoemulsion edible composite films

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Building the sugarcane genome for biotechnology and identifying evolutionary trends

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)