Letter on the present crisis;

Mode of access: Internet.

Alcohols and other oxygenates in automotive fuels

The aim of this research was to assess the effect of oxygenated hydrocarbons on the knocking characteristics of an engine when blended with low-leaded gasoline. Alcohols, ethers, esters and ketones were tested individually and in various combinations up to an oxygen content of 4% wt/wt in a blend with Series F-7 gasoline of 90, 92, 94 and 96 RON. Tests were carried out at wide open throttle, constant speed and standard timing setting. Engine speed was varied using a dynamometer and knock was detected by two piezoelectric transducers, one on the cylinder head monitoring all four cylinders and one monitoring the cylinder most prone to knock. The engine speeds associated with trace and light knock of a continuous nature were noted. Curves were produced for each oxygenate blend of base RON used against engine speed for the two knock conditions which were compared with those produced using pure Series F-7 fuels. From this a suggested RON of the blend was derived. RON increase was less when using a higher RON base fuel in the blend. Most individual oxygenates showed similar effects in similar concentrations when their oxygen content was comparable. Blends containing more than one oxygenate showed some variation with methanol/MTBE/3 methylbutan-2-one and methanol/MTBE/4 methyl pentan-2-one knocking less than expected and methanol/MTBE/TBA also showing good knock resistance. Further tests to optimise initial findings suggested a blend of methanol and MTBE to be superior although partial replacement of MTBE by 4 methyl pentan-2-one resulted in a fuel of comparable performance. Exhaust emissions were tested for a number of oxygenated blends in 2-star gasoline. 2-star and 4-star fuels were also tested for reference. All oxygenate blends reduced carbon monoxide emissions as expected and hydrocarbon emissions were also reduced. The largest reduction in carbon monoxide occurred using a 14.5 % (1 : 1 : 1) methanol/MTBE/4 methyl pentan-2-one blend. Hydrocarbon emissions were most markedly reduced by a blend containing 25.5 % 4 methyl pentan-2-one. Power output was tested for the blends and indicated a maximum increase of about 5 % at low engine speeds. The most advantageous blends were methanol/4 methyl pentan-2-one (6 : 5) 11% in 2-star and methanol/MTBE/4 methyl pentan-2-one (6 : 3 : 2) 11% in 2-star. In conclusion methanol/MTBE (6 : 5) and (5 : 5), and various combinations of methanol/MTBE/4 methyl pentan-2-one, notably (6 : 3 : 2) gave good results in all tests conducted. CFR testing of these blends showed them to increase both RON and MON substantially.

Optimising Pichia pastoris induction

A common method for inducing the production of recombinant proteins in Pichia pastoris is through the use of methanol. However, the by-products of methanol metabolism are toxic to yeast cells and therefore its addition to recombinant cultures must be controlled and monitored throughout the process in order to maximise recombinant protein yields. Described here are online and off-line methods to monitor and control methanol addition to bench-top-scale bioreactors. © 2012 Springer Science+business Media, LLC.

Anise Myrtle (Syzygium anisatum) Oils

Syzygium anisatum (formerly Backhousia anisata and Anetholea anisata) is an Australian rainforest tree with leaves that produce an essential oil (EO) that has the characteristic aroma of aniseed. It is referred to as aniseed myrtle or anise myrtle in the trade and the fresh and dried leaves of this plant are used as a herb in culinary applications. The EO is extracted by steam distillation of the leaves and the major aromatic volatile compound is anethole. The EO has broad spectrum antimicrobial activity but is more effective against bacteria than fungi. Indigenous Australians have used anise myrtle for its medicinal values and in recent times it has been used as a flavoring agent by the food and beverage industry. This chapter covers the use of anise myrtle EO in food and agricultural applications, botanical aspects, and chemical composition.

Potencial antifúngico, antioxidante e inibidor da produção de aflatoxina por extratos fenólicos de Chlorella sp. e Spirulina platensis

A contaminação fúngica acarreta alterações na qualidade nutricional e no valor econômico de produtos alimentícios podendo causar danos patológicos em plantas, animais e humanos. A identificação da atividade antioxidante, antifúngica e antimicotoxinas, em extratos de microalgas com propriedade de inibir a multiplicação de fungos e subseqüente produção de micotoxinas abre a perspectiva de empregar substâncias mais eficientes e com maior ação específica contra estes microorganismos. Entre os compostos com propriedades inibidoras de radicais livres, de crescimento fúngico e produção de micotoxinas, destacam-se os compostos fenólicos, que podem inibir a atividade metabólica microbiana, dificultando a atividade de enzimas. Neste estudo foram avaliados o poder de inibição de multiplicação fúngica de Rhizopus oryzae e Aspergillus flavus pelos extratos fenólicos de Chlorella sp. e Spirulina platensis, bem como sua atividade antioxidante, e a atividade antimicotoxinas da última microalga contra Aspergillus flavus. O conteúdo de fenóis totais foi em média 1000 µgfenóis/g Spirulina platensis e 600 µgfenóis/g Chlorella sp., sendo que o acido gálico e o cafeíco foram identificados como compostos majoritários na Spirulina platensis. As determinações de glicosamina (parede celular) e ergosterol (membrana celular) mostraram-se bons indicativos do desenvolvimento microbiano permitindo uma boa estimativa da inibição dele. O extrato fenólico de Spirulina platensis apresentou capacidade de inibir cerca de 50% a formação da parede e da membrana celular para ambos os fungos estudados e de 100% a produção de aflatoxina B1 até o 10º dia de cultivo do Aspergillus flavus. Além disso, o extrato metanólico de Spirulina platensis inativou 53,5% o DPPH reativo, limitou o escurecimento enzimático ocasionado pela peroxidase em 55% e inibiu a peroxidação lipídica em 46% após 14 dias de armazenamento sob luz. Estes resultados mostram que a ação antifúngica, antimicotoxinas e antioxidante está naturalmente presente em alguns tecidos microbianos e que encontrar a forma de extraí-los e aplicá-los como conservantes alimentícios é muito promissor para substituição aos antifúngicos e outros conservantes químicos.

Estudo das propriedades físico-químicas e avaliação de compostos bioativos em camarinhas ('Corema album' L.D. Don)

As camarinhas ('Corema album' L. D. Don) são pequenos frutos selvagens que se desenvolvem em arbustos dunares ao longo das costas da Península Ibérica. Apesar de serem ainda pouco conhecidas, as camarinhas são pequenos frutos que podem pertencer ao vasto grupo dos frutos vermelhos, vulgarmente conhecidos pelos seus efeitos benéficos na saúde. Desta forma, neste estudo foram realizadas várias análises às camarinhas no que respeita a propriedades de natureza física e química e em particular a alguns compostos com efeitos bioativos. Com a realização deste trabalho pretendeu-se avaliar as propriedades físico-químicas das camarinhas, bem como dos compostos bioativos com potenciais benefícios para a saúde. Nesse sentido, as bagas de camarinha foram avaliadas quanto às suas propriedades físicas (dimensões, peso, cor e textura), propriedades químicas (humidade, acidez, ºBrix, fibra, açúcares totais, açúcares redutores e vitamina C) e propriedades fenólicas (compostos fenólicos totais, orto-difenóis, flavonóides, taninos e atividade antioxidante, por DPPH e ABTS), em diferentes extratos de amostras de polpas e de grainhas liofilizadas. Os primeiros extratos ainda foram submetidos a uma simulações das condições do trato digestivo, para avaliar a bioacessibilidade dos compostos fenólicos e da atividade antioxidante. Este trabalho teve ainda como objetivo conhecer a bioacessibilidade dos compostos fenólicos totais e da sua atividade antioxidante, através do método da simulação “in vitro” das diferentes etapas do trato gastrointestinal. No que diz respeito às propriedades físicas analisadas, as camarinhas frescas demonstraram uma altura média de 8,6 mm, um diâmetro médio de 9,4 mm e uma massa média de 0,7 g. Relativamente à caraterização da cor, estas apresentavam uma cor clara (L*=79,8). Quanto à textura apresentaram alguma elasticidade média (2,9 mm) e uma baixa dureza (1,9 N). Nas análises químicas as camarinhas revelaram ser compostas, maioritariamente, por água (87,9%), por açúcares totais e fibras. Para além disso, apresentavam um teor em sólidos solúveis totais de 6,3 ºBrix, uma acidez de 1,4 g ácido tartárico/100 g e um teor de vitamina C de 2,8 mg de ácido ascórbico/100 g.Na quantificação dos compostos fenólicos totais e flavonóides, os extratos de acetona:água das amostras de polpas de camarinha branca apresentaram os valores mais elevados, 1614,1 mg EAG/100 g e 143,7 mg EQ/100 g, respetivamente. Relativamente à quantificação dos orto-difenóis e dos taninos os extratos de metanol e de acetona:água das amostras de grainhas de camarinha branca registaram os valores de 23,4 mg EAG/100 g e 915,7 mg/100 g, respetivamente. Na atividade antioxidante por DPPH e ABTS os extratos de acetona:água das amostras de polpas de camarinha branca apresentaram, respetivamente, os valores de 40,1 µmol ET/g e de 79,6 µmol ET/g. Na avaliação da bioacessibilidade verificou-se que ocorreu uma maior percentagem de compostos fenólicos disponíveis para absorção e uma maior preservação da sua atividade antioxidante nos extratos das grainhas, comparativamente aos extratos das polpas. Com este estudo concluiu-se que as camarinhas são pequenos frutos portadores de um grande potencial em diversos compostos bioativos benéficos para a saúde dos consumidores.

Síntese e caracterização de ligantes nitrogenados derivados de isatina, 4-benziltiossemicarbazida e seus complexos com metais d¹º

Neste trabalho são apresentadas e discutidas as estruturas cristalinas e moleculares do ligante (1), isatina-3-(toluilsulfono-hidrazona), dos complexos [bis(2-acetilpiridina-N4 - benziltiossemicarbazona-N,N,S)Cd(II)], (1), [bis (isatina-3-N4 -benziltiossemicarbazonaN,S)Hg(II)].Etanol, (2) e [bis (isatina-3-N4 -benziltiossemicarbazona-N,S,O)Zn(II)].DMF, (3). Cristais amarelos vítreos do ligante (1) foram obtidos a partir da evaporação lenta de etanol do ensaio de cristalização. Seus dados cristalográficos indicam que duas moléculas interagem através de ligações de hidrogênio do tipo N1-H···O1, formando unidades dímeras. A reação entre 2-acetilpiridina-N4 -benziltiossemicarbazona e Cd(CH3COO)2.2H2O, em presença de etanol, KOH, e após evaporação lenta da mistura de acetona e DMF(2:1), resultou em cristais amarelos do complexo (1). As interações do tipo C(10)-H(10)···S(1)···H(1)-N(4), e N(8)- H(29)⋅⋅⋅S(2) permitem a dimerização do complexo, e a formação de uma cadeia unidimensional. Os cristais laranja do complexo (2) foram obtidos da reação entre o ligante isatina-3-N4 -benziltiossemicarbazona e Hg(NO3)2.H2O, na presença de metanol, KOH, e após evaporação lenta de uma mistura de tolueno e acetona (2:1). As moléculas do complexo (2) estão associadas por ligações de hidrogênio do tipo N(63)-H(4)···O(21), essas interações centrossimétricas conduzem a formação de dímeros. A reação entre o ligante isatina-3-N4 - benziltiossemicarbazona e Zn(CH3COO)2.2H2O, em presença de etanol e KOH resultou em cristais de coloração laranja do complexo (3). A estrutura do complexo apresenta múltiplas ligações de hidrogênio, com formação de dímeros através das interações N1-H1···O1 e C3- H3···N(7). Os dímeros associam-se por interações N4-H4···O2 numa cadeia unidimensional ao longo da direção cristalográfica [100]. A polimerização bidimensional é observada 7 considerando-se as interações do tipo C20-H20···S1, N8-H8···S2 ao longo da direção cristalográfica [010], bem como das interações, N5-H5···O3DMF e C31-H31B···Car, que ocorrem através da molécula de solvente DMF.

Síntese e caracterização de biodiesel metílico e etílico a partir de blendas dos óleos de tungue e de soja

No presente trabalho foi investigada a transesterificação de blendas dos óleos de soja e de tungue com metanol ou etanol empregando catalisador alcalino (NaOH ou KOH). Foi investigado o tempo reacional, a proporção da blenda, a concentração e o tipo de catalisador, tipo de álcool e razão molar, temperatura e metodologia empregada no tratamento da reação. Nas reações com metanol obtiveram-se melhores conversões com tempo reacional de 1,5h; temperatura de 60°C; proporção blenda dos óleos de soja e de tungue de 90:10 (m/m); concentração de NaOH de 0,5% em relação a massa da blenda e razão molar metanol:blenda de 6:1. O tratamento dos ésteres metílicos produzidos na reação foi realizado por lavagem com água a 60°C após o processo de decantação das fases, metodologia C. O rendimento de ésteres metílicos foi superior a 96% e, o teor de mono-, di- e triacilglicerídeos, glicerol livre e total ficou abaixo dos limites estabelecidos pela ANP, indicando boa conversão (> 96,5%). Nas reações com etanol verificou-se que as melhores condições reacionais foram com uma concentração de catalisador de 0,8% de NaOH em relação a massa da blenda, razão molar etanol:blenda de 9:1, tempo de 1,5h e temperatura de 60°C. O tratamento dos produtos da reação foi realizado por lavagem com água a 60°C após o processo de remoção do etanol e decantação das fases, metodologia D. A concentração do catalisador foi um fator determinante na separação das fases. Uma maior concentração de catalisador favorece a saponificação, dificultando a separação das fases e afetando o rendimento do biodiesel sintetizado, tanto para o metílico quanto o etílico. O índice de acidez, tanto para o biodiesel metílico como o etílico, para qualquer proporção da blenda dos óleos de soja e tungue, ficaram dentro das normas da ANP, com valores abaixo de 0,5 mg.g-1 de KOH.

Obtenção de polímeros de LCC para aplicação como antioxidante de biodiesel de soja

Biodiesel is a fuel obtained from vegetable oils, such as soy, castorbean, among others. The monoester of fatty acid of these oils have chains with mono, di and tri double connections. The presence of these insaturations are susceptible to oxidization. Antioxidants are substances able to prevent oxidization from oils, fats, fat foods, as well as esters of Alquila( biodiesel). The objective of this work is to summarize a new antioxidant from the Cashew Nut Shell Liquid (CNSL) using the electrolysis technique. A current of 2 amperes was used in a single cell of only one group and two eletrodos of stainless steel 304 in a solution of methanol, together with the eletrolits: acetic acid, sodium chloride and sodium hydroxide, for two hours of agitation. The electrolysis products are characterized by the techniques of cromatography in a thin layer, spectroscopy of infrared and gravimetric analysis. The material was submitted to tests of oxidative stability made by the techniques of spectropy of impendancy and Rancimat (EN 14112). The analyses of characterization suggest that the polimerization of the electrolytic material ocurred. The application results of these materials as antioxidants of soy biodiesel showed that the order of the oxidative stability was obtained by both techniques used

Síntese e caracterização de cerâmicas nanométricas para produção de gás de síntese

In this work, ceramic powders belonging to the system Nd2-xSrxNiO4 (x = 0, 0.4, 0.8, 1.2 and 1.6) were synthesized for their use as catalysts to syngas production partial. It was used a synthesis route, relatively new, which makes use of gelatin as organic precursor. The powders were analyzed at several temperatures in order to obtain the perovskite phase and characterized by several techniques such as thermal analysis, X-rays diffraction, Rietveld refinement method, specific surface area, scanning electron microscopy, energy dispersive spectroscopy of X-rays and temperature programmed reduction. The results obtained using these techniques confirmed the feasibility of the synthesis method employed to obtain nanosized particles. The powders were tested in differential catalytic conditions for dry reforming of methane (DRM) and partial oxidation of methane (POM), then, some systems were chosen for catalytic integrals test for (POM) indicating that the system Nd2-xSrxNiO4 for x = 0, 0.4 and 1.2 calcined at 900 °C exhibit catalytic activity on the investigated experimental conditions in this work without showing signs of deactivation

Estudo de composto com propriedades funcionais em flor de cardo submetida a diferentes tratamentos de secagem

O cardo é uma planta que encontra-se associada ao fabrico de queijo, pois é responsável pelo fenómeno da coagulação do leite. No entanto, têm aumentado o número de estudos realizados nesta planta, relacionados com a composição química, de forma a perceber os benefícios para a saúde. O objetivo desta dissertação foi caracterizar a flor de cardo relativamente à sua atividade antioxidante, composição em compostos fenólicos e avaliar a sua estabilidade ao longo do trato digestivo. Para tal, foram estudas amostras de flor de cardo da espécie C. cardunculus spp flavescens, após liofilização e secagem em estufa com convecção forçada a diferentes temperaturas (40ºC, 50ºC e 60ºC). Após cada tratamento, efetuaram-se duas extrações sucessivas com soluções de metanol (98% v/v) e de acetona (60% v/v). Os extratos obtidos foram depois utilizados para quantificar os teores em compostos fenólicos totais, em orto-difenois e em flavonóides. A atividade antioxidante foi determinada utilizando os métodos DPPH e ABTS. Por fim, procedeu-se à avaliação da bioacessibilidade dos compostos presentes submetendo os vários extratos a condições simulantes do trato digestivo. Pela análise dos resultados obtidos foi possível constatar que a quantidade de compostos fenólicos e atividade antioxidante na flor de cardo varia consoante a temperatura de secagem, ocorrendo a diminuição à medida que se aumenta a temperatura. Os resultados obtidos para a bioacessibilidade mostraram um comportamento distinto dos extratos de metanol e de acetona. No entanto, em ambos os casos ocorreu uma diminuição na quantidade de compostos disponíveis para absorção intestinal.

Enhanced oxidation activity from modified ceria: MnOx-ceria, CrOx-ceria and Mg doped VOx-ceria

Ceria is an important component of catalysts for oxidation reactions that proceed through the Mars-van Krevelen mechanism, promoting activity. A paradigm example of this is the VOx–CeO2 system for oxidative dehydrogenation reactions, where vanadium oxide species are supported on ceria and a special synergy between them is behind the enhanced activity: reduction of the catalyst is promoted by ceria undergoing reduction. This leads to favourable oxygen vacancy formation and hydrogen adsorption energies—useful descriptors for the oxidation activity of VOx–CeO2 catalysts. In this paper, we examine if this promoting effect on ceria-based catalysts holds for other metal oxide modifiers and we investigate MnOn– and CrOn–CeO2(111) (n = 0 − 4) as examples. We show, combining density functional theory calculations and statistical thermodynamics that similarly to the vanadia modifier, the stable species in each case is MnO2– and CrO2–CeO2. Both show favourable energetics for oxygen vacancy formation and hydrogen adsorption, indicating that VO2–CeO2 is not the only system of this type that can have an enhanced activity for oxidation reactions. However, the mechanism involved in each case is different: CrO2–CeO2 shows similar properties to VO2–CeO2 with ceria reduction upon oxygen removal stabilising the 5+ oxidation state of Cr. In contrast, with MnO2–CeO2, Mn is preferentially reduced. Finally, a model system of VO2–Mg:CeO2 is explored that shows a synergy between VO2 modification and Mg doping. These results shed light on the factors involved in active oxidation catalysts based on supported metal oxides on ceria that should be taken into consideration in a rational design of such catalysts.

A chemical loop approach for methanol reforming

Over the past few years, the switch towards renewable sources for energy production is considered as necessary for the future sustainability of the world environment. Hydrogen is one of the most promising energy vectors for the stocking of low density renewable sources such as wind, biomasses and sun. The production of hydrogen by the steam-iron process could be one of the most versatile approaches useful for the employment of different reducing bio-based fuels. The steam iron process is a two-step chemical looping reaction based (i) on the reduction of an iron-based oxide with an organic compound followed by (ii) a reoxidation of the reduced solid material by water, which lead to the production of hydrogen. The overall reaction is the water oxidation of the organic fuel (gasification or reforming processes) but the inherent separation of the two semireactions allows the production of carbon-free hydrogen. In this thesis, steam-iron cycle with methanol is proposed and three different oxides with the generic formula AFe2O4 (A=Co,Ni,Fe) are compared in order to understand how the chemical properties and the structural differences can affect the productivity of the overall process. The modifications occurred in used samples are deeply investigated by the analysis of used materials. A specific study on CoFe2O4-based process using both classical and in-situ/ex-situ analysis is reported employing many characterization techniques such as FTIR spectroscopy, TEM, XRD, XPS, BET, TPR and Mössbauer spectroscopy.

A simplified Probabilistic Safety Assesment of a Steam-Methane Reforming Hydrogen Production Plant coupled to a High-Temperature Gas Cooled Nuclear Reactor

A Probabilistic Safety Assessment (PSA) is being developed for a steam-methane reforming hydrogen production plant linked to a High-Temperature Gas Cooled Nuclear Reactor (HTGR). This work is based on the Japan Atomic Energy Research Institute’s (JAERI) High Temperature Test Reactor (HTTR) prototype in Japan. This study has two major objectives: calculate the risk to onsite and offsite individuals, and calculate the frequency of different types of damage to the complex. A simplified HAZOP study was performed to identify initiating events, based on existing studies. The initiating events presented here are methane pipe break, helium pipe break, and PPWC heat exchanger pipe break. Generic data was used for the fault tree analysis and the initiating event frequency. Saphire was used for the PSA analysis. The results show that the average frequency of an accident at this complex is 2.5E-06, which is divided into the various end states. The dominant sequences result in graphite oxidation which does not pose a health risk to the population. The dominant sequences that could affect the population are those that result in a methane explosion and occur 6.6E-8/year, while the other sequences are much less frequent. The health risk presents itself if there are people in the vicinity who could be affected by the explosion. This analysis also demonstrates that an accident in one of the plants has little effect on the other. This is true given the design base distance between the plants, the fact that the reactor is underground, as well as other safety characteristics of the HTGR. Sensitivity studies are being performed in order to determine where additional and improved data is needed.

X-Ray Imaging of SAPO-34 Molecular Sieves at the Nanoscale: Influence of Steaming on the Methanol-to-Hydrocarbons Reaction

The effect of a severe steaming treatment on the physicochemical properties and catalytic performance of H-SAPO-34 molecular sieves during the methanol-to-hydrocarbons (MTH) reaction has been investigated with a combination of scanning transmission X-ray microscopy (STXM), catalytic testing, and bulk characterization techniques, including ammonia temperature programmed desorption and 27Al and 29Si magic angle spinning nuclear magnetic resonance. For this purpose, two samples, namely a calcined and a steamed H-SAPO-34 catalyst powder, have been compared. It has been found that calcined H-SAPO-34 displays a high selectivity towards light olefins, yet shows a poor stability as compared to a zeolite H-ZSM-5 catalyst. Moreover, in situ STXM at the carbon K-edge during the MTH reaction allows construction of nanoscale chemical maps of the hydrocarbon species formed within the H-SAPO-34 aggregates as a function of reaction time and steam post-treatment. It was found that there is an initial preferential formation of coke precursor species within the core of the H-SAPO-34 aggregates. For longer times on stream the formation of the coke precursor species is extended to the outer regions, progressively filling the entire H-SAPO-34 catalyst particle. In contrast, the hydrothermally treated H-SAPO-34 showed similar reaction selectivity, but decreased activity and catalyst stability with respect to its calcined counterpart. These variations in MTH performance are related to a faster and more homogeneous formation of coke precursor species filling up the entire steamed H-SAPO-34 catalyst particle. Finally, the chemical imaging capabilities of the STXM method at the Al and Si K-edge are illustrated by visualizing the silicon islands at the nanoscale before and after steaming H-SAPO-34.