Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação
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A Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação da Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri - PRPPG/UFVJM - tem a finalidade de apreciar, coordenar, auxiliar, deliberar e homologar as atividades de Pesquisa, Pós-Graduação e inovação da Instituição. A PRPPG possui um orgão de deliberação denominado Conselho de Pesquisa e Pós-Graduação - CPPG. A "Pró-Reitoria de Pesquisa e Pós-Graduação" é constituída pela Diretoria de Pesquisa e pela Diretoria de Pós-Graduação no campus sede da UFVJM e pelas diretorias de Pesquisa e de Pós-Graduação dos campi fora de sede.
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Item Novo catalisador heterogêneo magnético SiO2/KI/γFe2O3 para reação de transesterificação em óleos vegetais para produção de biodiesel(UFVJM, 2017) Macedo, Alice Lopes; Fabris, José Domingos; Pereira, Márcio César; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Fabris, José Domingos; Roa, Juan Pedro Bretas; Cavalcante, Luis Carlos Duarte; Pasa, Vânya Márcia Duarte; Verly, Rodrigo Moreira; Nelson, David LeeA crescente demanda global por combustíveis líquidos para transporte, geração de eletricidade, atividade industrial e produção agropecuária tem imposto planejamento de ações direcionadas ao uso de fontes ambientalmente limpas de energia. Os derivados da biomassa são alternativas econômica e tecnicamente viáveis aos de origem fóssil, não renovável, ora dominantes na matriz energética global. O biodiesel, líquido formado por uma mistura de ésteres de ácidos graxos, é adequado à operação em motores de combustão interna de ciclo Diesel, em substituição ou em complemento ao petrodiesel, ou em outras máquinas térmicas. O propósito central do presente trabalho foi o desenvolvimento de um catalisador sólido economicamente viável, quimicamente eficiente e ambientalmente limpo para a produção de biodiesel via processos de transesterificação de triacilgliceróis dos óleos de macaúba ou de soja, com metanol. Foi preparado o catalisador heterogêneo baseado em iodeto de potássio impregnado em sílica amorfa (SiO2; derivada de areia da construção civil) e misturada a um componente magnético sintético (maghemita, γFe2O3). As estruturas química, cristalográfica e hiperfina essenciais e as propriedades magnéticas dos materiais precursores e do catalisador sólido foram investigadas. O teor de ésteres e a composição dos biodieseis produzidos foram determinados por cromatografia de fase gasosa acoplada a espectrômetro de massa. A composição química do catalisador, verificada por espectroscopias de energia dispersiva sob feixe de elétrons e por fluorescência de raios X (FRX), confirmou a ocorrência de Si, Fe, K, e I. As áreas específicas BET encontradas para os componentes individuais, SiO2, γFe2O3 e do catalisador SiO2/KI/γFe2O3, foram 352, 102, e 19 m2 g-1, respectivamente. A significativa redução da área específica do catalisador aponta que os componentes foram efetivamente impregnados no suporte. A morfologia das partículas visualizadas por microscopias eletrônicas de varredura e de transmissão revela a textura esponjosa do catalisador SiO2/KI/γFe2O3, similarmente ao suporte de sílica; o óxido de ferro magnético aparece como material altamente organizado, cristalino, disperso no suporte. Os dados Mössbauer e da magnetometria do óxido de ferro magnético puro e no catalisador confirmam ser a maghemita, resultando em uma magnetização de saturação do catalisador de 4,6 emu g-1. O catalisador SiO2/KI/γFe2O3, usado na transesterificação de triacilgliceróis, na proporção em massa em relação ao óleo da amêndoa de macaúba de 4,5% e razão molar óleo:metanol de 1:35, levou à produção de 94,3 massa% de ésteres, após 8 h de reação. Foi experimentalmente observado que a maghemita tem comportamento químico-catalítico sinérgico com os demais componentes do catalisador. O SiO2/KI/γFe2O3 foi reutilizado em seis reações consecutivas com óleo de soja, na mesma proporção do catalisador e razão molar óleo:metanol de 1:35, com rendimentos de 94,5% e tempo reacional de 110 min, para o primeiro ciclo, e de 61,2% e 150 min, para o último ciclo. O catalisador, antes e após cada ciclo de reuso, e as alíquotas das reações foram analisados por FRX, que mostrou que não há perda significativa dos componentes do catalisador. Os resultados demonstram uma perspectiva tecnológica que permite redução substantiva do volume de efluentes poluentes e utilização de diferentes matérias-primas oleaginosas de alto potencial para a produção de biodiesel.Item Produção de biodiesel a partir de óleos e gorduras residuais utilizando ácido sulfúrico imobilizado em sílica como catalisador e aplicação do glicerol na produção de cetal(UFVJM, 2013) Macedo, Alice Lopes; Santos, Sandro Luiz Barbosa dos; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Clososki, Giuliano Cesar; Hurtado, Gabriela Ramos; Santos, Alexandre Soares dosOs catalisadores heterogêneos desenvolvidos pelo grupo de pesquisa a base de ácidos de Lewis suportados em diferentes óxidos inorgânicos, como por exemplo o ZnCl2/SiO2 e FeSO4/SiO2, tem se mostrado excelentes na esterificação de ácidos graxos livres, porém ineficazes quando aplicados na transesterificação de óleos vegetais. Este trabalho propõe o estudo e a síntese de um catalisador produzido a partir da substituição dos ácidos de Lewis por ácido de Bronsted-Lowry, tais como, o ácido sulfúrico e o ácido clorídrico. Óleos e gorduras residuais geralmente contêm um alto índice de ácidos graxos livres (AGL) e um elevado teor de água em sua constituição. Essas substâncias dificultam a ação dos catalisadores básicos como NaOH ou KOH que são amplamente empregados nestes processos, levando também a inibição de alguns catalisadores a base de ácidos minerais. A nova mistura catalítica (H2SO4/SiO2) foi sintetizada a partir de ácido sulfúrico 10 M imobilizado em sílica 24 mesh, previamente preparada a partir de areia de construção e carbonato de sódio e caracterizada pelas seguintes técnicas analíticas: Microscopia Eletrônica de Varredura, Espectrometria de Dispersão de Energia, Infravermelho e Termogravimetria. O catalisador foi inicialmente aplicado com êxito em reações de transesterificação de óleos vegetais refinados e de óleos e gorduras residuais purificados, porém o grande desafio foi realizar a transesterificação de óleos vegetais de baixa qualidade, os chamados óleos e gorduras residuais, que além de possuírem em sua constituição óleos vegetais misturados à gordura animal e ácidos graxos livres, são muitas vezes contaminados por até 1% de água, em que proporções acima de 0,5% m/m podem levar a total desativação do catalisador. O emprego de sílica sintética 24 mesh na constituição do catalisador objetivou aumentar a área de superfície, favorecendo o processo de adsorção de água oriunda da esterificação de ácidos graxos livres e também a contida nos óleos e gorduras residuais, evitando uma maior perda da atividade catalítica por lixiviação. O rendimento obtido em biodiesel foi acima de 99%, calculado a partir dos dados obtidos por Cromatografia Gasosa acoplada a Espectrômetro de Massa. O catalisador utilizado no processo foi recuperado por lavagem em éter etílico e ativado em estufa 150º C por 3 horas e utilizado em outros processos reacionais. O glicerol obtido como subproduto da transesterificação foi utilizado sem prévia purificação na reação de catalisação com acetona empregando H2SO4/SiO2, formando o cetal 2,2-dimetil-1,3-dioxolano-4-il metanol em 93% de rendimento, o qual foi determinado por CG/EM. Este produto é caracterizado por sua grande aplicação como aditivo para combustíveis pela indústria automobilística. A mistura catalítica (H2SO4 10M/SiO2) utilizada possui uma capacidade de carga de 1,91x10-3 mols H+/g, ou aproximadamente 9,4% m/m de H2SO4 no catalisador e equivalente a 0,94% m/m de H2SO4 em relação ao óleo vegetal empregado nos diferentes processos reacionais. Essas proporções se mostraram bem abaixo das proporções normalmente empregadas em reações de transesterificação catalisadas por ácido sulfúrico, que variam de 4 a 5%. O emprego deste catalisador nos processos de transesterificação e de catalisação, permitiu a sua recuperação e reutilização por 2 ciclos, sendo que após o último ciclo a sílica resultante foi acidificada novamente, seca e empregada em novos processos catalíticos.