Characterization of the methanol recovery process at Prio Biocombustíveis S. A.

In a industrial environment, to know the process one is working with is crucial to ensure its good functioning. In the present work, developed at Prio Biocombustíveis S.A. facilities, using process data, collected during the present work, and historical process data, the methanol recovery process was characterized, having started with the characterization of key process streams. Based on the information retrieved from the stream characterization, Aspen Plus® process simulation software was used to replicate the process and perform a sensitivity analysis with the objective of accessing the relative importance of certain key process variables (reflux/feed ratio, reflux temperature, reboiler outlet temperature, methanol, glycerol and water feed compositions). The work proceeded with the application of a set of statistical tools, starting with the Principal Components Analysis (PCA) from which the interactions between process variables and their contribution to the process variability was studied. Next, the Design of Experiments (DoE) was used to acquire experimental data and, with it, create a model for the water amount in the distillate. However, the necessary conditions to perform this method were not met and so it was abandoned. The Multiple Linear Regression method (MLR) was then used with the available data, creating several empiric models for the water at distillate, the one with the highest fit having a R2 equal to 92.93% and AARD equal to 19.44%. Despite the AARD still being relatively high, the model is still adequate to make fast estimates of the distillate’s quality. As for fouling, its presence has been noticed many times during this work. Not being possible to directly measure the fouling, the reboiler inlet steam pressure was used as an indicator of the fouling growth and its growth variation with the amount of Used Cooking Oil incorporated in the whole process. Comparing the steam cost associated to the reboiler’s operation when fouling is low (1.5 bar of steam pressure) and when fouling is high (reboiler’s steam pressure of 3 bar), an increase of about 58% occurs when the fouling increases.

Estudo das propriedades de eletrocatalisadores de Pt-Ru nanoparticulados preparados via microemulsão para oxidação de metanol

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Transformação de metanol em olefinas leves catalisada por zeólitas HZSM-5

A reação de transformação de MeOH em olefinas leves foi investigada sobre zeólitas HZSM-5 com razões SiO2/Al2O3 (SAR) iguais a 30, 80 e 280. As propriedades ácidas e texturais da amostra com SAR 30 foram modificadas por impregnação com ácido fosfórico. A caracterização físico-química das amostras foi realizada empregando-se as técnicas de FRX, fisissorção de N2, DRX, DTP de NH3 e IV com adsorção de piridina. O desempenho catalítico das mesmas foi comparado tanto em condições reacionais similares (mesma T, pressão parcial de MeOH e WHSV) como em condições de isoconversão. Verificou-se, que quanto maior a SAR da zeólita, menor a densidade total e a força dos sítios ácidos presentes, sendo este efeito mais significativo para os sítios de Brönsted. O efeito do aumento da SAR favoreceu a estabilidade catalítica e a formação de olefinas leves, principalmente propeno. No caso das amostras contendo fósforo, foi observada uma redução linear na área específica BET e no volume de microporos com o aumento do teor de fósforo. Estes resultados, aliados aos obtidos por DRX, sugerem que a redução mais significativa na área específica e no volume de microporos pode ser associada à redução na cristalinidade e à formação de espécies amorfas contendo fósforo, que bloqueariam a estrutura porosa da zeólita. Não se observou alteração significativa na força dos sítios fracos, enquanto a força dos sítios fortes diminuiu significativamente. As amostras apresentando menor SAR e menor teor de fósforo foram mais ativas. Por outro lado, em condições de isoconversão de 916%, a amostra mais seletiva à formação de olefinas foi aquela com maior SAR. Dentre as amostras impregnadas, aquela contendo 4% de fósforo foi a mais seletiva a propeno, enquanto a que continha 6% foi mais seletiva a eteno. A amostra com SAR igual a 280 foi investigada variando-se a temperatura de reação (400, 500 e 540C) e a pressão parcial de metanol (0,038; 0,083 e 0,123 atm), através de um planejamento experimental do tipo Box-Benhnken (32). O rendimento otimizado em olefinas leves foi alcançado a 480C e 0,08 atm. O modelo proposto descreveu bem os dados experimentais e evidenciou a existência de uma faixa ótima de temperatura para maximização do rendimento em propeno e eteno, o qual foi também afetado pela pressão parcial de MeOH na faixa estudada. Palavras-chave: ZSM-5, olefinas, propeno, eteno, processo MTO, fósforo.

Estudo da reação entre o metanol e o acetato de etila em catalisadores Mg/La por espectroscopia no infravermelho acoplada a espectrometria de massas

A transesterificação metílica em meio homogêneo é catalisada por bases, tais como hidróxidos e alcóxidos de sódio ou potássio e se processa em baixa temperatura de reação, mesmo em escala industrial. A utilização de catalisadores formados por sólidos básicos aparece como uma alternativa promissora aos processos homogêneos convencionais, tendo em vista as inúmeras vantagens como a redução da ocorrência das reações indesejáveis de saponificação e redução de custos dos processos pela diminuição do número de operações associadas. Em estudos anteriores realizados pelo grupo, catalisadores a base de Mg/La com diferentes composições químicas (9:1, 1:1 e 1:9) mostraram-se promissores para a obtenção de ésteres metílicos via reação de transesterificação, porém não foi possível fazer uma correlação entre atividade catalítica e as propriedades físico-químicas quando toda a série foi considerada. Assim, a realização de um estudo de caráter fundamental, baseado em reações modelo e uso de moléculas sonda, permite avançar no entendimento das propriedades de superfície destes catalisadores. Portanto, o presente trabalho estuda a reação entre metanol e acetato de etila em catalisadores a base de Mg/La utilizando espectroscopia de reflectância difusa no infravermelho com transformada de Fourier (DRIFTS) acoplada a espectrometria de massas (MS) identificando os intermediários e produtos formados para determinar a rota reacional. As análises de difração de raios X mostram que os precursores são predominantemente compostos por carbonatos hidratados de magnésio (Mg/La 1:1 e 9:1) e de lantânio (Mg/La 1:9). Os perfis de decomposição térmica e difratogramas de raios X obtidos a partir de tratamento térmico in situ indicaram que estes carbonatos se decompõem apenas a partir de 750 C. As análises de Dessorção a Temperatura Programada realizadas com moléculas sonda, metanol e acetato de etila, mostraram a adsorção em maior quantidade do metanol independente da composição química do sólido. A partir dos resultados obtidos por DRIFTS-MS foi proposta uma rota reacional para a reação de transesterificação do acetato de etila e metanol, que ocorre via adsorção do metanol e do acetato de etila na superfície do catalisador, seguida da formação de um intermediário tetraédrico formado pelas moléculas adsorvidas, que sofre um rearranjo formando etanol, acetato de metila, acetona e metano. Simultaneamente, parte do metanol adsorvido como metoxi monodentado é desidrogenado formando formiatos que são dessorvidos na forma de formaldeído e decompostos formando CO2 e H2

Desidratação/oxidação seletiva de metanol recorrendo a catalisadores heterogéneos para a obtenção de biocombustíveis (DME e DMM)

Trabalho Final de Mestrado para obtenção do grau de Mestre em Engenharia Química e Biológica

Catalisadores trimetálicos nanoestruturados a base de PtRu para oxidação de metanol

Pós-graduação em Química - IQ

Estudo das reações de oxidação de metanol e etanol sobre catalisadores bimetálicos suportados preparados por métodos coloidais

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Estudo da reação de oxidação de metanol sobre fases intermetálicas ordenadas de AuIn, AuSn e AuSb2 em meio alcalino

The present work assessment materials can be used as fuel cells electrocatalysts. The alkaline fuel cell though was less studied, has some advantages compared to the acid configuration. The materials assesment were Au polycrystalline and intermetallics ordered phases of AuIn, AuSn and AuSb2. Your electrocatalytic properties were studied across cyclic voltametry and chronoamperometry techniques in Sodium Hydroxide 0,15M and Metanol 0,15M solution. The results obtained show a more efficiency to intermetallic AuIn as electrocatalyst for the oxidation reaction of methanol in alkaline medium, it showed high levels of current density and on set potential less positive compared to Au polycrystalline. The intermetallic AuSn showed activity just higher concentrations of methanol. Except AuSb2, who represented himself unstable in alkaline media, the intermetallics AuIn and AuSn present a promising future as anode materials for the oxidation in alkaline medium

Desenvolvimento de catalisadores sem platina: estudos comparativos da oxidação de metanol em 'PD''RU'/'C' e 'PT''RU'/'C' em meio alcalino

Pós-graduação em Química - IQ

Avaliação in vitro da eficácia de extratos de plantas medicinais do Cerrado frente Staphylococcus aureos isolado de difetentes fontes de propriedades leiteiras

The objective of this study is to evaluate the potencial microbial activity in-vitro from the extract of some endemic plants from Cerrado such as Baccharis dracunculifolia, Cochlospermum regium, Croton antisyphiliticus, Eugenia dysenterica and Lippia sidoides, against the agent Staphylococcus aureus isolated from bovine mastitic milk, osteo from cow’s teat, milker equipament, nasal cavitites and milker’s gullet. The extracts were prepared from aerial parts as well as the reticular systems of plants using the solvents methanol, hexane and chloroform at a concentration of 10%. To evaluate the antimicrobial activity, the technique of microdilution in broth was used for determining the Minimal Inibitory Concentration (MIC) followed by the determination of Minimal Bactericidal Concentration (MBC). The extracts from Baccharis dracunculifolia and Croton antisyphiliticus, followed by extracts from Lippia sidoides, reported respectively, presented better inhibitory activity against the multiplication of the bacteria Staphylococcus aureus. Furthermore, the results demonstrate that the isolated strains from the milk and nasal cavities of the milker showed strong resistance against gentamicin, active agent commonly applied to combat mastitis bovine. However, there was sensitivity against extracts from the reported plants, reinforcing the importance of the medicinal plants as a therapeutic resource and its aplicability.

Influência da localização geográfica de produção nas propriedades de mirtilos 'Vaccinium Corymbosum L.' cv Bluecrop

Os antioxidantes na dieta podem ter um papel importante na prevenção de algumas doenças crónicas em seres humanos resultantes da oxidação de lípidos e outros componentes celulares por radicais livres. Os mirtilos (Vaccinium sp.) são considerados, de entre os frutos frescos, uma das melhores fontes de antioxidantes. Neste trabalho foram estudados mirtilos Nothern Highbush, da cultivar Bluecrop colhidos no estado de maturação comercial em 5 localizações diferentes: Bouças -Sever do Vouga, Estarreja, Queirã – Vouzela, Oliveira do Hospital e Vila Verde. Foram avaliadas as características físico-químicas (ºbrix, acidez, humidade, calibre, firmeza, elasticidade e parâmetros colorimétricos) dos frutos. Para a determinação da composição fenólica e a atividade antioxidante os mirtilos foram submetidos a extrações sucessivas, com metanol (2x) e depois 2 vezes com uma solução aquosa de acetona (40% v/v), durante 1 h, com o auxílio de um banho de ultrassons. Os extratos obtidos foram utilizados para a determinação da composição fenólica (compostos fenólicos totais, antocianinas e taninos) e da capacidade antioxidante (utilizando os métodos ABTS, DPPH e FRAP). Foi ainda avaliada a influência da conservação durante 6 meses a -20ºC no teor de compostos fenólicos e capacidade antioxidante dos frutos. Pelos resultados obtidos, nos parâmetros de textura avaliados a amostra BBO revelou maior firmeza e elasticidade, e na avaliação da cor a amostra BES apresentou uma tonalidade azul mais acentuada. Os mirtilos provenientes de Estarreja eram os mais ricos em compostos fenólicos totais, em antocianinas e taninos, e que também apresentavam maior atividade antioxidante. O armazenamento durante 6 meses a -20ºC, originou diferenças significativas nas antocianinas e na atividade antioxidante. Em geral as amostras apresentavam diferenças significativas tanto nas suas propriedades físico-químicas, como na composição fenólica e na atividade antioxidante.

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.

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.

Criminalização das ocupações de propriedades rurais por movimentos sociais : reflexões à luz dos princípios de direito penal mínimo

Analisa a pretensão da criminalização primária das ocupações de propriedades públicas e privadas por movimentos sociais, tendo como marco teórico o pensamento de Alessandro Baratta sobre os limites de intervenção penal estatal, especialmente os princípios da “proporcionalidade abstrata” e da “articulação autônoma dos conflitos e das necessidades reais”.

Avaliação das propriedades de barreira a gases de membranas obtidas a partir de dispersões aquosas à base de poliuretanos e argila

Materiais nanoestruturados têm recebido destaque na comunidade científica, destacando-se, dentre eles, os nanocompósitos à base de polímeros e argila. Quando esses materiais são obtidos no estado líquido, ressalta-se também o uso de água em substituição a solventes orgânicos, devido a questões ambientais. Neste trabalho foram sintetizadas dispersões aquosas à base de poliuretanos (WPUs) e argila hidrofílica do tipo montimorilonita (MMT) de natureza sódica, com o objetivo de avaliar as propriedades de barreira a gases conferidas pela presença de argila e pela variação nas proporções entre os segmentos flexíveis poli(glicol propilênico) (PPG) e o copolímero em bloco à base de poli(glicol etilênico) e poli(glicol propilênico) (EG-b-PG). Os monômeros empregados na síntese foram: poli(glicol propilênico) (PPG); copolímero em bloco à base de poli(glicol etilênico) e poli(glicol propilênico) (EG-b-PG), com teor de 7% de EG; ácido dimetilolpropiônico (DMPA), diisocianato de isoforona (IPDI) e etilenodiamina (EDA), como extensor de cadeia. Foram sintetizadas dispersões aquosas com e sem a presença de argila, fixando-se a razão entre o número de equivalentes-grama de grupos diisocianato e hidroxila (razão NCO/OH) em 1,5. Nas formulações foi variado também o teor de argila em relação à massa de prepolímero em 0,5% e 1%. Foi adicionada uma etapa de agitação adicional com dispersor Turrax em algumas formulações. A argila foi previamente deslaminada em água deionizada e incorporada à formulação na etapa da dispersão do prepolímero. As dispersões foram avaliadas, quanto ao teor de sólidos totais, tamanho médio de partícula e viscosidade aparente. Os filmes vazados a partir das dispersões foram caracterizados por espectrometria na região do infravermelho (FTIR) e permeabilidade ao CO2. A resistência térmica dos filmes foi determinada por termogravimetria (TG). Foram observadas modificações nas propriedades dos filmes obtidos com a inserção da argila e com a variação no teor de segmentos à base de poli(glicol etilênico). A inserção da argila promoveu uma melhoria na resistência térmica das membranas bem como uma redução na permeabilidade das mesmas. Foi observado um aumento na permeabilidade das membranas obtidas a partir das formulações com maior percentual de copolímero (EG-b-PG), com e sem argila.