Teses e Dissertações

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  • Dissertação
    Propriedades interfaciais e morfológicas de filmes monomoleculares contendo anfifílicos do petróleo
    (2022) Neves, Mayara Alves Rosa
    O presente trabalho descreve o comportamento interfacial de filmes contendo anfifílicos do petróleo, avaliando aspectos termodinâmicos e morfológicos, contribuindo com estudos de estabilidade do petróleo, a partir da descrição do comportamento reológico e da determinação dos parâmetros termodinâmicos. A metodologia experimental inclui a extração (procedimento IP 143) e caracterização das frações do petróleo (frações SARA), além da análise das propriedades dos filmes, através dos ensaios de histerese utilizando a Cuba de Langmuir. Observa-se através dos módulos de elasticidade obtidos que as frações Saturados e Aromáticos apresentam comportamentos semelhantes para compressão e expansão, e as frações Resinas e Asfaltenos apresentam comportamento semelhante para compressão. O comportamento do filme de Resinas no processo de histerese indica uma elevada interação entre as moléculas, a ponto de ocorrer uma queda acentuada da pressão superficial no momento da expansão, não sendo possível que o filme retorne ao seu estado inicial. Além disso, o filme de Saturados apresentou a menor energia dissipada no ciclo de histerese, em relação aos outros filmes, sendo que isso está relacionado com sua interação molecular mais fraca. O máximo valor obtido para as misturas Asfaltenos/Resinas para o processo de compressão foi de 80,515 mN/m e para expansão de 265,958 mN/m, sendo ambos para a mistura A60/R40. As áreas em excesso obtidas para as misturas Asfaltenos/Resinas indicam que no processo de compressão as interações moleculares são em sua maioria menos intensas e no processo de expansão as interações moleculares são mais intensas, em relação ao observado para os componentes puros. Observa-se comportamento similar para a energia de Gibbs em excesso e para a energia de Gibbs da mistura Asfaltenos/Resinas
  • Dissertação
    Otimização da deslignificação de bagaço de cana utilizando extrato enzimático enriquecido em laccase obtida a partir de xylaria sp
    (2022) Silva, Gabriel Rufino da
    Estudos envolvendo a produção de biocombustíveis de segunda geração têm crescido significativamente, principalmente os que estão relacionados a aplicação de novas rotas enzimáticas com o objetivo otimizar o processo de pré-tratamento do bagaço de cana com extrato enriquecido em lacase, sugerindo uma possível redução de custo de produção e mantendo altos níveis de rendimentos na obtenção do bioetanol. Assim, no presente trabalho, inicialmente foi realizado o processo de fermentação do fungo Xylaria sp. em meio específico para a produção de lacase (MPL) bem como a caracterização do bagaço de cana, material lignocelulósico utilizado. Após essa etapa, o bagaço de cana foi autoclavado em presença de água e submetido ao processo de deslignificação utilizando o extrato enzimático bruto obtido a partir de Xylaria sp., sendo otimizadas as condições de tratamento em termos de temperatura e tempo. Foi também avaliada a influência da utilização de diferentes mediadores (ABTS, siringaldazina, catequina, ácido ferúlico e, lignina hidrolisada) no aumento da eficiência no processo. A última etapa do projeto consistiu na realização da hidrólise enzimática utilizando CellicCTec2® seguida do processo de fermentação em presença de Saccharomyces cerevisiae para a produção de bioetanol. Dessa forma, durante a obtenção de lacase a partir do fungo Xylaria sp. verificou-se uma atividade enzimática do extrato bruto de 0,01 U.mL-1 e, uma atividade específica de 0,01 U.mg-1. Com relação a caracterização do bagaço de cana, verificou-se uma concentração de lignina total de 21,7 ± 0,1 % e, uma concentração de holocelulose, de 78,9 ± 1,7 %. Após a obtenção do extrato enzimático e caracterização do bagaço, a realização do tratamento do mesmo com o extrato enzimático mostrou como condição ideal de tratamento a utilização de temperatura igual 24,8 ºC durante 2 dias, condição que levou a uma deslignificação de 20,7 %. A avaliação dos mediadores mostrou que a utilização de siringaldazina levou a um aumento de 31,2 % de deslignificação. Por fim, resultados de hidrólise enzimática mostram uma concentração de açúcares fermentescíveis de 33 g.L-1 após 48 h. Já, com relação ao teor de etanol, verificou-se uma concentração de 11,3 g.L-1 após 24 h horas de fermentação e um grau de complementação de 67,3 %
  • Dissertação
    Reação de deslocamento gás-água de alta temperatura utilizando misturas sintéticas de gás
    (2022) Meyer, Dênis Corrêa
    A busca por fontes renováveis de energia que sejam capazes de substituir os combustíveis fósseis vêm se intensificando com o passar dos anos, fazendo que diversas fontes de energia sejam estudadas e desenvolvidas com o propósito de atender a demanda mundial de energia sem causar impactos ao meio ambiente. Uma das fontes de energia com potencial para substituir os combustíveis de origens fósseis são os combustíveis obtidos a partir do gás de síntese. As rotas termoquímicas são uma das principais vias de produção desse gás, sendo o processo gaseificação de biomassas um dos mais empregados, e, consequentemente, a reação de deslocamento gás-água (water-gas shift), que é responsável pelo ajuste da composição do gás de síntese de forma a atender a demanda dos processos seguintes. Com o propósito de avaliar a conversão de CO e a relação de H2/CO obtida com a reação de water-gas shift, foram realizados ensaios variando diversos parâmetros, como por exemplo: a relação molar entre os reagentes, a velocidade espacial, o tempo de uso do leito de catalisador e o tamanho do catalisador. Os resultados indicaram que o aumento da relação de vapor de água para monóxido de carbono (S/CO) levaram ao aumento da conversão de CO e da relação de H2/CO na saída da reação, atingindo valores de 77,47% e 6,89, respectivamente. O aumento da velocidade espacial de 5.600 para 15.100 h-1 resultou em uma redução do valores de conversão de CO, de 77,47 para 51,96%, e da relação H2/CO de 6,26 para 1,81. Os ensaios realizados utilizando o mesmo leito de catalisador ao longo de quatro dias consecutivos permitiram concluir que houve uma leve redução nos valores de conversão de CO, de 66,14 para 63,90%, e dos valores de H2/CO, de 7,40 para 6,00. Três tamanhos diferentes de catalisador foram utilizados para avaliar o impacto na conversão de CO e da razão de H2/CO. O catalisador com tamanho entre 0,53 e 1,00 mm apresentou os melhores resultados, atingindo 74,02% de conversão de CO e 6,28 da razão de H2/CO após a reação
  • Dissertação
    Estudo de reações de eterificação da biomassa terebentina em presença do ácido hexafluoroantimônico
    (2022) Silva, Sabrina Cezário da
    A terebentina é uma substância extraída das árvores pináceas, que possui em sua composição o a-pineno e o ß-pineno, que são matérias primas para diversos produtos da química fina, dentre elas, está o a-terpenil metil éter, que é um composto químico muito utilizado nas indústrias de aromas, fragrâncias e farmacêuticas. Atualmente, o a-terpenil metil éter é produzido industrialmente através da alcoxilação do a-pineno via catálise ácida, porém esse processo possui diversas desvantagens ambientais e operacionais, visto que tal processo é realizado em 8 horas de reação e os catalisadores utilizados são prejudiciais ao meio ambiente. Diante desta problemática, o estudo de novas rotas sintéticas torna-se interessante. Portanto, o presente projeto tem como objetivo estudar a reação de eterificação da terebentina catalisada pelo ácido hexafluorantimônico. Inicialmente, estudou-se o efeito da concentração do catalisador na reação, a influência da temperatura no meio, assim como o efeito da molaridade, partindo-se como solvente inicial, o metanol. As concentrações de estudos foram 1 mol%, 5 mol% e 10 mol%, temperatura de 50°C e 65°C, molaridade de 0,5 mol/L, 1 mol/L e 2 mol/L Em seguida, estudou-se o efeito do ultrassom na reação, na qual variou-se a amplitude de onda em 20, 40 e 60 para as mesmas condições de concentrações e molaridade estudadas no método convencional. Estudou-se a influência do nucleófilo na reação, variando-se os tipos de álcoois, sendo eles: metanol, álcool etílico, álcool isopropílico, butanol e terc-butanol. Todas as amostras foram analisadas através de um cromatógrafo a gás acoplado a um espectrômetro de massas (CG/EM). A melhor condição obtida no meio convencional foi a reação em 65°C com metanol a 0,5 mol/L e 5 mol% de catalisador, sendo 97,3% de conversão e seletividade do a- terpenil metil éter de 58,1% . Nos resultados em ultrassom a melhor condição obtida foi a reação com metanol a 1 mol/L, 5 mol% de catalisador e 40 de amplitude, sendo 97,3% de conversão e seletividade do a-terpenil metil éter de 57,7%, cujo tempo reacional foi de 30 minutos. Os testes com os álcoois de cadeias maiores tiveram resultados de conversão e seletividade baixos, devido as reações de eliminação e paralelas que aconteceram ao longo do processo. Portanto, o melhor resultado obtido foi a reação com metanol a 1 mol/L, 5mol% de catalisador e 40 de amplitude, sendo 97,3% de conversão e seletividade do a-terpenil metil éter de 57,7%, cujo tempo reacional foi de 30 minutos
  • Dissertação
    Estudos físico-químico e espectroscópico de misturas combustíveis
    (2022) Cantaruti Júnior, A. A. B.
    A pesquisa e o desenvolvimento de busca de novas fontes de energias se tornaram um dos principais desafios da humanidade. Além da preocupação pelas incertezas do mercado financeiro com variações de preços constante, torna-se imprescindível reduzir a emissão dos gases do efeito estufa os quais contribuem para as mudanças climáticas do Planeta. Novas proposições de misturas combustíveis envolvendo diesel fóssil e biocombustíveis estão cada vez mais sendo avaliadas como alternativas através do aumento da fração de biocombustíveis na composição da mistura combustível. A garantia da qualidade de biocombustíveis e misturas de combustíveis é determinada por requisitos e propriedades padronizadas. Os parâmetros e valores limite são baseados em resultados científicos, bem como em experiências de campo e observações. Neste trabalho foram avaliadas as propriedades físico-química e espectroscópicas de misturas binárias entre dois biocombustíveis (HVO – diesel verde e biodiesel (FAME)) e um combustível fóssil diesel (S10). Foram determinados os valores de densidade, viscosidade cinemática, ponto de fulgor, destilação e espectroscopia de infravermelho em função da composição das misturas binárias avaliando o comportamento das propriedades das misturas e a avaliação dos resultados perante as principais especificações utilizadas atualmente, EN 590/2009 utilizada no âmbito europeu e ANP 50/2013 utilizada no âmbito brasileiro. Foi possível, por meio dos resultados experimentais, determinar o comportamento das propriedades e propor correlações lineares e polinomiais de cada propriedade em relação as composições. Observou-se a diminuição dos valores da densidade com as adições de HVO nas misturas binárias e um aumento da densidade para os sistemas contendo biodiesel. A viscosidade e ponto de fulgor por sua vez, diminuíram com a adição de diesel e aumentaram com a adição de biodiesel nas misturas binárias. Todas as composições foram caracterizadas pelos seus respectivos espectros de infravermelho, por FTIR-ATR (Reflectância Total Atenuada) e em absorbância por 0,1 milímetro (ABS / 0.1mm). As misturas binárias contendo biodiesel apresentaram um estiramento C=O em 1744 cm-1 característicos de ésteres e com intensidade mais elevada para misturas com maior porcentagem de biodiesel presente na mistura. Em relação aos espectros de diesel e HVO, verificou-se uma similaridade entre os espectros obtidos, já que ambos os combustíveis são compostos parafínicos alifáticos. Entretanto, observou-se o aumento de intensidade de algumas bandas características de alifáticos nas misturas estudadas. A partir dos resultados obtidos neste trabalho foi possível determinar quais composições apresentam resultados em conformidade com as especificações utilizadas atualmente em motores de ciclo diesel