Avaliação das propriedades físico-químicas do biodiesel de soja, algodão e mamona e da mistura de biodiesel de soja e algodão

Uma das maiores atividades humanas que gera impacto ao meio ambiente é o setor de transportes automotores, especialmente veículos que utilizam óleo diesel mineral como forma de combustível. Independente do conforto ou objetivos que levem a utilização deste tipo de transporte, estes produzem emissões que contém diversos tipos de poluentes atmosféricos. A substituição de óleo diesel mineral pelo biodiesel vegetal, vem se apresentando como uma alternativa para este setor, especialmente para o Brasil, que com base em sua imensa biodiversidade com plantas oleaginosas deverá se constituir em um dos maoires produtores mundiais de biodiesel vegetal. Este trabalho apresenta um estudo comparativo entre três tipos de oleaginosas (soja, algodão e mamona) e uma msitura binária v/v soja e algodão. Os resultados obtidos neste estudo foram comparados as especificações definidas pelas normas: Brasileira (RANP 07/2008), Européia (EN/14214) e Americana (ASTM D-6751). Entre todas as amostras estudadas, o óleo de mamona não atende algumas propiedades físico-químicas das normas em questão. As amostras de biodiesel de soja e algodão, individualmente e combinadas, com caracteristicas, aplicações, zoneamento agroclimático e sazonalidade de produção regionalmente diferente apresentam propiedades físico-químicas semelhantes, podendo ser considerada uma fonte renovavél de energia.

Magnetic Cross-Linked Enzyme Aggregates (mCLEAs) of Candida antarctica Lipase: An Efficient and Stable Biocatalyst for Biodiesel Synthesis

Enzyme-catalyzed production of biodiesel is the object of extensive research due to the global shortage of fossil fuels and increased environmental concerns. Herein we report the preparation and main characteristics of a novel biocatalyst consisting of Cross-Linked Enzyme Aggregates (CLEAs) of Candida antarctica lipase B (CALB) which are covalently bound to magnetic nanoparticles, and tackle its use for the synthesis of biodiesel from non-edible vegetable and waste frying oils. For this purpose, insolubilized CALB was covalently cross-linked to magnetic nanoparticles of magnetite which the surface was functionalized with –NH2 groups. The resulting biocatalyst combines the relevant catalytic properties of CLEAs (as great stability and feasibility for their reutilization) and the magnetic character, and thus the final product (mCLEAs) are superparamagnetic particles of a robust catalyst which is more stable than the free enzyme, easily recoverable from the reaction medium and reusable for new catalytic cycles. We have studied the main properties of this biocatalyst and we have assessed its utility to catalyze transesterification reactions to obtain biodiesel from non-edible vegetable oils including unrefined soybean, jatropha and cameline, as well as waste frying oil. Using 1% mCLEAs (w/w of oil) conversions near 80% were routinely obtained at 30°C after 24 h of reaction, this value rising to 92% after 72 h. Moreover, the magnetic biocatalyst can be easily recovered from the reaction mixture and reused for at least ten consecutive cycles of 24 h without apparent loss of activity. The obtained results suggest that mCLEAs prepared from CALB can become a powerful biocatalyst for application at industrial scale with better performance than those currently available.

Acoplamento de técnicas espectrométricas com métodos quimiométricos de classificação e calibração multivariada em alimentos

Este trabalho de pesquisa descreve três estudos de utilização de métodos quimiométricos para a classificação e caracterização de óleos comestíveis vegetais e seus parâmetros de qualidade através das técnicas de espectrometria de absorção molecular no infravermelho médio com transformada de Fourier e de espectrometria no infravermelho próximo, e o monitoramento da qualidade e estabilidade oxidativa do iogurte usando espectrometria de fluorescência molecular. O primeiro e segundo estudos visam à classificação e caracterização de parâmetros de qualidade de óleos comestíveis vegetais utilizando espectrometria no infravermelho médio com transformada de Fourier (FT-MIR) e no infravermelho próximo (NIR). O algoritmo de Kennard-Stone foi usado para a seleção do conjunto de validação após análise de componentes principais (PCA). A discriminação entre os óleos de canola, girassol, milho e soja foi investigada usando SVM-DA, SIMCA e PLS-DA. A predição dos parâmetros de qualidade, índice de refração e densidade relativa dos óleos, foi investigada usando os métodos de calibração multivariada dos mínimos quadrados parciais (PLS), iPLS e SVM para os dados de FT-MIR e NIR. Vários tipos de pré-processamentos, primeira derivada, correção do sinal multiplicativo (MSC), dados centrados na média, correção do sinal ortogonal (OSC) e variação normal padrão (SNV) foram utilizados, usando a raiz quadrada do erro médio quadrático de validação cruzada (RMSECV) e de predição (RMSEP) como parâmetros de avaliação. A metodologia desenvolvida para determinação de índice de refração e densidade relativa e classificação dos óleos vegetais é rápida e direta. O terceiro estudo visa à avaliação da estabilidade oxidativa e qualidade do iogurte armazenado a 4C submetido à luz direta e mantido no escuro, usando a análise dos fatores paralelos (PARAFAC) na luminescência exibida por três fluoróforos presentes no iogurte, onde pelo menos um deles está fortemente relacionado com as condições de armazenamento. O sinal fluorescente foi identificado pelo espectro de emissão e excitação das substâncias fluorescentes puras, que foram sugeridas serem vitamina A, triptofano e riboflavina. Modelos de regressão baseados nos escores do PARAFAC para a riboflavina foram desenvolvidos usando os escores obtidos no primeiro dia como variável dependente e os escores obtidos durante o armazenamento como variável independente. Foi visível o decaimento da curva analítica com o decurso do tempo da experimentação. Portanto, o teor de riboflavina pode ser considerado um bom indicador para a estabilidade do iogurte. Assim, é possível concluir que a espectroscopia de fluorescência combinada com métodos quimiométricos é um método rápido para monitorar a estabilidade oxidativa e a qualidade do iogurte

Valorization of scrap tires pyrolysis oil (STPO) through a 2-stage hydrotreating-hydrocracking strategy. Process variables and kinetic modeling

232 p.

Análise da dinâmica espaço-temporal de culturas agrícolas no Brasil: uma abordagem metodológica.

Atualmente, o Brasil se apresenta como um grande produtor agrícola mundial com finalidade alimentícia e bioenergética. Ano a ano recordes de produção são batidos pelo setor agropecuário. Por outro lado, tem-se uma perspectiva de problemas alimentícios e energéticos no mundo, em especial no continente africano onde muitos vivem na miséria e na fome. Neste contexto, esta dissertação de mestrado apresenta uma proposta para a análise da dinâmica espaço-temporal de culturas agrícolas empregando os conceitos e instrumentos da Geomática em busca do desenvolvimento sustentável. Desenvolveu-se uma metodologia para a geração de indicadores da produção agrícola em diferentes níveis da estrutura territorial brasileira que permite a apresentação sintética, por meio de cartogramas e animações digitais, das dinâmicas espacial e espaço-temporal das principais culturas. Para isto foi criada uma base de dados da produção das principais culturas, desenvolvidos indicadores que representem a dinâmica espacial da produção agrícola e desenvolvidas ferramentas de apresentação destes indicadores através da dinâmica espaço-temporal. Finalmente, foram relacionadas as áreas voltadas à produção de alimentos e de expansão agrícola para a bioenergia (etanol e óleo de palma). Pretende-se, através deste trabalho, contribuir na tomada de decisão com ferramentas de visualização da realidade agropecuária brasileira. O trabalho estabelece ligações com os zoneamentos agroecológicos, os instrumentos de segurança alimentar e a pegada ecológica, com a apresentação da produção agrícola das culturas como cana-de-açúcar, milho, soja, palma de óleo e algodão.

Avaliação da acidez de bio-óleos obtidos pela pirólise de óleos vegetais pós-consumo

O descarte irregular do óleo vegetal pós-consumo diretamente na rede de esgoto vem causando grandes problemas para o meio ambiente. Atualmente, essa problemática tem se intensificado devido ao aumento de produção e consumo destes óleos, o que por conseqüência aumenta o despejo desordenado. No presente estudo foi realizada a obtenção do bio-óleo a partir da pirólise térmica em atmosfera de nitrogênio, a 400C, por 20 minutos, do óleo vegetal pós-consumo, provenientes das seguintes oleoginosas: soja, milho, girassol e canola. As pirólises não-catalíticas apresentaram uma geração média entre 40 e 50% de um bio-óleo, de elevado índice de acidez, 81,8 mg NaOH/g. Na pirólise catalítica, a argila ácida K10 foi o catalisador que apresentou melhor eficácia para geração de um bio-óleo de menor índice de acidez. A concentração ótima do catalisador foi de 5%(m/m), gerando 482 % de um bio-óleo com índice de acidez de 43,8 mg NaOH/g. A caracterização dos líquidos pirolíticos obtidos foi realizada através da técnica de espectrofotometria na região do infravermelho (FTIR) e cromatografia em fase gasosa acoplada a espectrômetro de massas (CG/EM) que monstraram que a trioleína, o triglicerídeo do ácido oléico, foi craqueado, gerando o hexadecanoato de octadecila e o oleato de eicosila, ésteres do respectivo ácido graxo

Effect of crude oil and some petroleum products on Clarias Gariepinus fingerlings (Catfish: Claridae)

Ninety (90) hatchery bred fingerlings of Clarias gariepinus (mean weight: 0.96 ± 0.1g) were randomly placed in 15 plastic baths (25 litres each) at the Research laboratory and were exposed to different concentrations of oil products to determine their effects on the fish, to facilitate inferential deductions that will enhance effective aquatic environmental management. Three (3) replicate basins of 5 experimental treatments (crude oil, petrol oil, kerosene oil, engine oil and control) were used at a concentration of 1.25ml. L-1. The control experiment was devoid of oil treatment. Six (6) fingerlings were placed in each replicate basin, flooded with 20 litres of clean tap water and fed with nutrafin cichilid food, 2 times daily at 3% body weight. The results showed that the feeding behaviour and swimming performances of fish were reduced after 24 hours of the addition of the various oil pollutants. Mortality of fingerlings in the oiled basins increased as the hours of exposure increased (i.e. 24, 48, 72 and 96 hours). Recovery was not immediate in the treated basin while surviving fingerlings in the control basins grew up to post-fingerlings after 90 days (3 months). There were significant differences (P<0.01 and P<0.05) in the effect of crude oil and the petroleum products on the mortality rate of C. gariepinus when exposed to oil pollutants at 1.25ml. L-1 concentration

Aspects of mineral composition of male and female Heterobranchus bidorsalis adults exposed to different concentrations of Bonny-light crude oil

Studies were carried out to assess some macro and trace elements of mineral composition of the male and female Heterobranchus bidorsalis adults exposed to graded concentrations (1.00-8.00m/L-1) of Bonny-light crude oil (BLCO). The experiment was monitored for 4 days (toxicity) and 42days (recovery) periods. Significant decreases (P < 0.05)in the sodium (Na), potassium (K), magnesium (Mg), calcium (Ca), phosphorus (P), zinc (Zn), iron (Fe), vanadium (Va), lead (Pb) and manganese (Mn) contents of the male H. bidorsalis corresponded with the increasing concentrations of BLCO. In contrast, the female fishes recorded significant increases (P < 0.05) in the values of the above elements in their tissues as the concentrations of BLCO increased. Furthermore, the values of Na, K, Mg, Ca, P, Zn, Fe, Va, Pb and Mn recorded in the male fishes where generally lower than those of their female counterparts and the control fish. Increased values of these elements were also recorded during the recovery periods (days 14, 28 and 42) of this study in the magnitudes of 15% at day 14, 20% at day 28 and 20% at day 42. This implied that the removal of crude oil stress during this period improved the quantity of these minerals deposited in the fish tissues. The highest percent proportion of Zn and the lowest proportion of Pb recorded in both male and female H. bidorsalis adults agreed with the report of other workers for other fish species. KEYWORDS: Heterobranchus bidorsalis, Mineral composition, Bonny-light crude oil, Toxicity, Recovery.

Development and growth of hatchery-reared larval Florida pompano (Trachinotus carolinus)

Although the Florida pompano (Trachinotus carolinus) is a prime candidate for aquaculture, the problematic production of juveniles remains a major impediment to commercial culture of this species. In order to improve the understanding of larval development and to refine hatchery production techniques, this study was conducted to characterize development and growth of Florida pompano from hatching through metamorphosis by using digital photography and image analysis. Newly hatched larvae were transparent and had a large, elongate yolk sac and single oil globule. The lower and upper jaws as well as the digestive tract were not fully developed at hatching. Rotifers were observed in the stomach of larvae at three days after hatching (DAH), and Artemia spp. were observed in the stomach of larvae at 14 DAH. Growth rates calculated from total length measurements were 0.22 ±0.04, 0.23 ±0.12, and 0.35 ±0.09 mm/d for each of the larval rearing trials. The mouth gape of larvae was 0.266 ±0.075 mm at first feeding and increased with a growth rate of 0.13 ± 0.04 mm/d. Predicted values for optimal prey sizes ranged from 80 to 130 μm at 3 DAH, 160 to 267 μm at 5 DAH, and 454 to 757 μm at 10 DAH. Based on the findings of this study, a refined feeding regime was developed to provide stage- and size-specific guidelines for feeding Florida pompano larvae reared under hatchery con

The relationships between fish assemblages and the amount of bottom horizontal beam exposed at California oil platforms: fish habitat preferences at man-made platforms and (by inference) at natural reefs

Between 1995 and 2002, we surveyed fish assemblages at seven oil platforms off southern and central California using the manned research submersible Delta. At each platform, there is a large horizontal beam situated at or near the sea floor. In some instances, shells and sediment have buried this beam and in other instances it is partially or completely exposed. We found that fish species responded in various ways to the amount of exposure of the beam. A few species, such as blackeye goby (Rhinogobiops nicholsii), greenstriped rockfish (Sebastes elongatus), and pink seaperch (Zalembius rosaceus) tended to avoid the beam. However, many species that typically associate with natural rocky outcrops, such as bocaccio (S. paucispinis), cowcod (S. levis), copper (S. caurinus), greenblotched (S. rosenblatti), pinkrose (S. simulator) and vermilion (S. miniatus) rockfishes, were found most often where the beam was exposed. In particular, a group of species (e.g., bocaccio, cowcod, blue (Sebastes mystinus), and vermilion rockfishes) called here the “sheltering habitat” guild, lived primarily where the beam was exposed and formed a crevice. This work demonstrates that the presence of sheltering sites is important in determining the species composition of man-made reefs and, likely, natural reefs. This research also indicates that adding structures that form sheltering sites in and around decommissioned platforms will likely lead to higher densities of many species typical of hard and complex structure.

Do oil and gas platforms off California reduce recruitment of bocaccio (Sebastes paucispinis) to natural habitat? An analysis based on trajectories derived from high-frequency radar

To investigate the possibility that oil and gas platforms may reduce recruitment of rockfishes (Sebastes spp.) to natural habitat, we simulated drift pathways termed “trajectories” in our model) from an existing oil platform to nearshore habitat using current measurements from high-frequency (HF) radars. The trajectories originated at Platform Irene, located west of Point Conception, California, during two recruiting seasons for bocaccio (Sebastes paucispinis): May through August, 1999 and 2002. Given that pelagic juvenile bocaccio dwell near the surface, the trajectories estimate transport to habitat. We assumed that appropriate shallow water juvenile habitat exists inshore of the 50-m isobath. Results from 1999 indicated that 10% of the trajectories represent transport to habitat, whereas 76% represent transport across the offshore boundary. For 2002, 24% represent transport to habitat, and 69% represent transport across the offshore boundary. Remaining trajectories (14% and 7% for 1999 and 2002, respectively) exited the coverage area either northward or southward along isobaths. Deployments of actual drifters (with 1-m drogues) from a previous multiyear study provided measurements originating near Platform Irene from May through August. All but a few of the drifters moved offshore, as was also shown with the HF radar-derived trajectories. These results indicate that most juvenile bocaccio settling on the platform would otherwise have been transported offshore and perished in the absence of a platform. However, these results do not account for the swimming behavior of juvenile bocaccio, about which little is known.

A low-level geographic information system for coastal zone management with applications to Brunei Darussalam: Part III:: simulation and tracking oil spills

B:RUN is a low-level GIS software designed to help formulate options for the management of the coastal zone of Brunei Darussalam. This contribution presents the oil spill simulation module of B:RUN. This simple module, based largely on wind and sea surface current vector parameters, may be helpful in formulating relevant oil spill contingency plans. It can be easily adapted to other areas, as can the B:RUN software itself.

Avaliação do possível impacto das técnicas de MEOR (Microbial Enhanced Oil Recovery) no fator de recuperação das reservas de petróleo e gás do Brasil

Os métodos tradicionais de estimular a produção de petróleo, envolvendo a injeção de água, vapor, gás ou outros produtos, estabeleceram a base conceitual para novos métodos de extração de óleo, utilizando micro-organismos e processos biológicos. As tecnologias que empregam os processos de bioestimulação e bioaumentação já são amplamente utilizadas em inúmeras aplicações industriais, farmacêuticas e agroindustriais, e mais recentemente, na indústria do petróleo. Dada a enorme dimensão econômica da indústria do petróleo, qualquer tecnologia que possa aumentar a produção ou o fator de recuperação de um campo petrolífero gera a expectativa de grandes benefícios técnicos, econômicos e estratégicos. Buscando avaliar o possível impacto de MEOR (microbial enhanced oil recovery) no fator de recuperação das reservas de óleo e gás no Brasil, e quais técnicas poderiam ser mais indicadas, foi feito um amplo estudo dessas técnicas e de diversos aspectos da geologia no Brasil. Também foram realizados estudos preliminares de uma técnica de MEOR (bioacidificação) com possível aplicabilidade em reservatórios brasileiros. Os resultados demonstram que as técnicas de MEOR podem ser eficazes na produção, solubilização, emulsificação ou transformação de diversos compostos, e que podem promover outros efeitos físicos no óleo ou na matriz da rocha reservatório. Também foram identificadas bacias petrolíferas brasileiras e recursos não convencionais com maior potencial para utilização de determinadas técnicas de MEOR. Finalmente, foram identificadas algumas técnicas de MEOR que merecem maiores estudos, entre as técnicas mais consolidadas (como a produção de biossurfatantes e biopolímeros, e o controle da biocorrosão), e as que ainda não foram completamente viabilizadas (como a gaseificação de carvão, óleo e matéria orgânica; a dissociação microbiana de hidratos de gás; a bioconversão de CO2 em metano; e a bioacidificação). Apesar de seu potencial ainda não ser amplamente reconhecido, as técnicas de MEOR representam o limiar de uma nova era na estimulação da produção de recursos petrolíferos existentes, e até mesmo para os planos de desenvolvimento de novas áreas petrolíferas e recursos energéticos. Este trabalho fornece o embasamento técnico para sugerir novas iniciativas, reconhecer o potencial estratégico de MEOR, e para ajudar a realizar seu pleno potencial e seus benefícios.