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 Estudos de novos materiais: preparação de carvão vegetal a partir de Acrocomia aculeata e sua aplicação na purificação de glicerol(UFVJM, 2023) Freitas, Milton de Souza; Santos, Sandro Luiz Barbosa dos; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM)O trabalho teve como objeto o desenvolvimento de processos para a síntese de carvão ativado a partir do endocarpo do fruto de macaúba (Acrocomia aculeata) e seu uso para purificação de glicerol bruto obtido por transesterificação de triacilglicerídeos em óleos e gorduras residuais de fritura. O carvão foi sintetizado por ativação química empregando o cloreto de zinco com agente ativante e suas propriedades superficiais foram mensuradas por adsorção e dessorção de nitrogênio, sendo que, a área superficial foi igual a 627 m2.g−¹ e o volume de poros igual a 0,39 m3.g−¹, onde o diâmetro médio de poros foi de 2,5 nm. Além disso, os sítios Bronsted foram de 118,23 μmol.g−¹ e sítios Lewis foram de 104,86 μmol.g−¹. Assim, o glicerol bruto, após pré-tratamento, foi purificado por adsorção em coluna de leito fixo de carvão ativado, atingindo o grau de pureza de 95,99%. O carvão ativado também está sendo empregado para extração e obtenção de carotenoides e experimentalmente foi demonstrado que estes compostos estão ausentes ou em baixa concentrações no glicerol obtido a partir de óleos e gorduras residuais de fritura, sendo que, estã sendo conduzidos experimentos laboratoriais para verificar sua capacidade adsortiva para a extração de carotenoides a partir de óleos vegetais. Embora o tema deste trabalho seja focado a produção do carvão ativado, purificação do glicerol bruto e obtenção e extração de carotenoides, foram realizados trabalhos paralelos que resultaram em publicações no meio científico com abordagem em produção de álcool em gel glicerinado contendo compostos bioativos, síntese de éteres a patir de glicerol com potencial como aditivos de combustíveis e biocombustíveis, produção de carvão ativado e impacto ambiental, sínteses orgânicas empregando o catalisador sólido de sílica sulfonada, SiO2-SO3H, com ênfase na produção de 5-hidroximetil-2-furfural por desidratação de D-frutose, transesterificação-esterificação em tandem para produção de salicilato de metila a partir de ácido acetilsalicílico por irradiação de microondas e transesterificação de triacilglicerídeos empregando este catalisador isoladamente ou com sais de amônio quaternário em tolueno ou DMSO. Outrossim, foram produzidos trabalhos sobre aplicações de salicilato de metila e de reações de cetonas e poli-álcoois em auto-aldolização e cetalização sob irradiações de microondas. Diante os vários trabalhos produzidos, esta tese foi desenvolvida em capítulos, sendo o primeiro sobre a produção de carvão ativado, sua aplicação para purificação de glicerol bruto e extração de carotenoides. Por outro lado, dentre os trabalhos produzidos, para o capítulo dois adotou-se a síntese de 5-hidroximetil-2-furfural, empregando o catalisador de sílica sulfonada, SiO2-SO3H, em DMSO e sob irradição de microondas, sendo este produto um excelente bloco de construção para compostos de interesse industrial. Finalmente, o capítulo três trouxe anexo as produções científicas e perspectivas futuras, concluindo esta tese.Item Valorização da cadeia produtiva da Macaúba (Acrocomia aculeata): desenvolvimento de modelos de negócio sustentáveis(UFVJM, 2022) Rodolfo, George Henrique Merino; Nelson, David Lee; Roa, Juan Pedro Bretas; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Nelson, David Lee; Borges, Alexandre Walmott; Souza, Sara Gonçalves Antunes de; Lopes, Emerson Delano; Trojbicz, BeniNos tempos recentes, a política nacional de biocombustíveis tem recebido bastante atenção com o renovado interesse pela questão ambiental e pela diversificação da matriz energética. Assim, as buscas por fontes viáveis para o fornecimento de insumos para a cadeia estimulam a retomada das iniciativas para a produção de biodiesel. Este é um estudo exploratório que tem como objetivo estimar a quantidade de óleo vegetal e coprodutos que podem ser obtidos da Palmeira Macaúba (A. aculeata). Para obtenção das estimativas, foram considerados a implantação de sistemas agroflorestais com essa palmeira em Áreas de Reserva Legal-ARL no Vale do Jequitinhonha em Minas Gerais e o possível impacto no PIB Regional decorrido o tempo de início de produção. A partir das informações do Censo Agropecuário, foi levantado o quantitativo de áreas para composição de ARL’s e, com base em referenciais da literatura, foi estimado o volume esperado de produção de cocos de Macaúba in natura e também na forma de óleo vegetal. Os resultados apontam a expectativa de que, após o tempo de desenvolvimento e início da produção, sejam obtidos incrementos ao PIB do Vale do Jequitinhonha de cerca de R$ 2,2 bilhões anuais com a comercialização dos frutos. Empreendimentos baseados na implantação da Macaúba para recuperação de áreas degradadas são viáveis nos parâmetros estudados e apresentam retorno de capital em 6 anos.Item Estudo térmico e determinação da energia de ativação do biodiesel de polpa e amêndoa de macaúba (Acrocomia aculeata)(UFVJM, 2017) Silva, Thaís Dias Fernandes; Roa, Juan Pedro Bretas; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Roa, Juan Pedro Bretas; Reis, Arlete Barbosa dos; Leite, Brenno Santos; Nelson, David LeeO consumo mundial de energia vem aumentando gradativamente. Os entraves derivados desse aumento são muitos, dentre eles os recursos necessários para suprir a demanda e os problemas ambientais gerados no processo de produção e consumo são os que mais se destacam. Nesse cenário os biocombustíveis, combustíveis derivados de matérias primas renováveis, se destacam como alternativa na intenção de diminuir a dependência do petróleo e os danos ambientais. O biodiesel possui como vantagem características biodegradáveis por ser derivado de matéria prima renovável e redução na emissão de gases na exaustão, como desvantagem apresenta um alto custo de produção quando comparado ao diesel de petróleo e baixa estabilidade quando exposto em atmosfera oxidante, causando problemas no processo de armazenamento, uma baixa energia de ativação na reação térmica do biodiesel indica a necessidade de pouca energia para o processo de degradação, sendo um grandeza importante a se considerar para o processo de armazenamento. Sendo assim, o presente trabalho tem como objetivo além de caracterizar as amostras de óleo e biodiesel de macaúba através de parâmetros físico químicos, análise de absorção na região do infravermelho e análise térmica, determinar a energia de ativação do biodiesel de amêndoa e polpa de macaúba produzido através da reação de transesterificação pela rota metílica projetando os resultados da análise térmica no modelo de Kissinger, que considera que os valores máximo da reação de decomposição acontecem na mesma temperatura a uma velocidade máxima deslocando-se em função da taxa de aquecimento aplicada, que correlacionando com a equação de Arrehenius possibilita a avaliação da energia de ativação do processo. A análise térmica do biodiesel de macaúba demonstrou temperatura de degradação para polpa (130 ºC) maior do que a amêndoa (90 ºC) em baixas taxas de aquecimento. No entanto, a energia de ativação do processo de degradação foi de 54 kJ mol-1 para o biodiesel de amêndoa de macaúba enquanto a polpa apresentou energia de ativação mais baixa de 41 kJ mol-1. Indicando baixa necessidade de energia para iniciar o processo de degradação do óleo de polpa comparado com amêndoa. O resultado encontrado aponta a necessidade de alguns cuidados para com o armazenamento do biodiesel de macaúba afim de evitar a ocorrência de tais processos melhorando a qualidade das misturas de diesel e biodiesel sem perder as propriedades. É possível observar que tanto as amostras de óleo quanto de biodiesel utilizadas no presente estudo obtiveram resultados similares ao encontrado na literatura.Item Monitoramento químico da composição e da ação do biodiesel do óleo de amêndoa da macaúba (Acrocomia aculeata (Jacq.) Lodd. ex Mart.) no contato direto com aço carbono e aço carbono galvanizado(UFVJM, 2018) Batista, Cláudia Eliane Dias; Fabris, José Domingos; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Fabris, José Domingos; Cavalcante, Luis Carlos Duarte; Santos, Sandro Luis Barbosa dos; Macedo, Alice LopesO biodiesel é uma importante fonte alternativa de energia, pois é derivado da biomassa fotossintética de plantas oleaginosas. Óleos de muitas espécies de plantas têm sido investigados por serem material precursor para a produção de biodiesel. Macaúba (Acrocomia aculeata) é uma palmeira nativa do Brasil, cuja fruta tem uma proporção significativa de óleo, com potencial real para a produção industrial de biodiesel. Existe uma ampla gama de questões ainda a serem sistematicamente exploradas, a fim de se obter uma visão adequada do manejo racional da cultura da palma, extração e processamento do óleo para a produção e armazenamento comercial do biodiesel. O comportamento químico dos ésteres metílicos de ácidos graxos do óleo da amêndoa de macaúba e a lixiviação de elementos metálicos por contato dos aços carbono usados na construção de tanques e dutos são o foco principal deste trabalho experimental. A composição em ésteres metílicos do biodiesel obtido da reação de transesterificação de triacilgliceróis do óleo de amêndoa da macaúba com metanol, em contato direto com os aços carbono ASTM A283 grau C e API X65 galvanizados e não galvanizados foi monitorada. A lixiviação de elementos químicos da estrutura dos aços carbono foi também investigada. Os resultados obtidos por espectroscopia Mössbauer neste trabalho também mostraram que o contato com o biodiesel de macaúba confere proteção aos aços não galvanizados contra a corrosão oxidativa no contato direto com o ar. Além disso, observou-se ainda a formação de espécies químicas contendo ferro, nomeadamente magnetita (Fe3O4) e wüstita (Fe1-xO), na superfície das barras de aço não galvanizado quando em contato direto com o ar, mas sem contato com o biodiesel; nenhum óxido de ferro foi detectado nas barras de aço usadas no biodiesel, monitoradas até 105 dias de armazenamento. As taxas de corrosão são baixas, de acordo com a norma NACE-RP0775, Standard Recommended Practice: Preparation, Installation, Analysis, and Interpretation of Corrosion Coupons in Oilfield Operations. O biodiesel do óleo da amêndoa da macaúba tem 63,44 massa% de ésteres de ácidos graxos saturados. Uma condição que assegura relativamente alta estabilidade oxidativa do combustível, mesmo em contato (na presente experiência, por imersão) com o aço carbono API ou ASTM, galvanizado ou não.Item Avaliação da torta de macaúba como insumo para produção de bioetanol(UFVJM, 2011) Santos, Hilton Túlio Lima dos; Santos, Alexandre Soares dos; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Santos, Alexandre Soares dos; Menezes, Reginaldo Ramos de; Vanzela, Ana Paula de Figueiredo Conte; Santos, Sandro Luiz Barbosa dosPara a manutenção das práticas econômicas e sócio-culturais construídas sobre a exploração e transformação do petróleo, faz-se necessário criar alternativas que não rompam de forma estanque com as práticas industriais hoje vigentes. Nesse contexto, o uso de biomassas para a produção de combustíveis líquidos que alimentem motores à combustão permite sustentar práticas antigas com novos benefícios. Dessa forma, a presente dissertação teve por objetivo avaliar o potencial da torta de macaúba, um coproduto da indústria de óleos vegetais, como insumo para produção de bioetanol. Tal objetivo foi trabalhado através de estudos de sacarificação da torta de macaúba com posterior processo fermentativo. A biomassa em questão foi caracterizada quimicamente, o que indicou a presença de aproximadamente 50% de carboidratos, distribuídos em, 23,16 ± 0,95 % de amido, 11,49 ± 1,08% de celulose, 9,6 ± 0,79% de hemicelulose e 11,48 ± 0,62 % de açúcares solúveis. Para a primeira intervenção da despolimerização dos polissacarídeos presentes na torta de macaúba foi realizado um planejamento experimental fatorial 25-1 com 5 fatores e 4 pontos centrais com as seguintes variáveis: concentração de ácido sulfúrico, tempo de pré-tratamento ácido, razão sólido/líquido, concentração de amiloglicosidase e concentração de celulase. Na sequência, o processo de sacarificação foi otimizado com o uso de delineamento composto central rotacional 23, com 3 fatores, 4 pontos centrais e 6 pontos axiais, onde foram avaliadas as concentrações de ácido sulfúrico, amiloglicosidase e celulase. Um hidrolisado obtido em condição otimizada com 92% de eficiência foi submetido à destoxificação com carvão ativado e, em seguida, foram realizados ensaios de fermentabilidade conduzidos como as leveduras Saccharomyces cerevisiae e Pichia stipitis. A levedura S. cerevisiae se mostrou resistente ao hidrolisado não destoxificado, apresentando YP/S de 0,49. P. stipitis mostrou-se susceptível ao meio não destoxificado, mas foi capaz de converter 99% dos açúcares redutores presentes no meio destoxificado. A torta de macaúba apresentou potencial considerável para produção de bioetanol. A partir dos dados de bancada é possível estimar uma produção de 104l de etanol por tonelada de torta de macaúba.Item Produção de amilase por Bacillus amyloliquefaciens utilizando torta de macaúba (Acrocomia aculeata) e farinha de pupunha (Bactris gasipaes) como substratos(UFVJM, 2012) Silva, Isadora Ferreira da; Santos, Alexandre Soares dos; Vanzela, Ana Paula Figueiredo Conte; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Santos, Alexandre Soares dos; Melo, Walber Carvalho; Pantoja, Lílian de AraújoAmilases são enzimas que atuam no rompimento das ligações glicosídicas presentes nas cadeias de amilose e amilopectina. As amilases possuem aplicações em diversas áreas tais como: indústria de papel e celulose, indústria têxtil, indústria de detergentes e produtos de limpeza, indústria química e farmacêutica, na produção de vitaminas e antibióticos. Embora as amilases sejam encontradas em plantas, animais e micro-organismos, as enzimas microbianas geralmente atendem de maneira satisfatória à demanda industrial. As enzimas microbianas podem ser obtidas por meio de processos fermentativos, podendo ser obtidas tanto por cultivo superficial como por cultivos submersos. O presente trabalho teve por objetivo avaliar a produção de enzimas amilolíticas por fermentação submersa utilizando Bacillus amyloliquefaciens ATCC 23350 e coprodutos da cadeia produtiva do biodiesel como substrato. A capacidade da produção das enzimas amilolíticas foi testada utilizando como substratos diferentes coprodutos, sendo esses: torta de macaúba, torta de dendê, farinha de pupunha, torta de mamona e torta de tremoço. A torta de macaúba e farinha de pupunha foram os substratos que demonstraram maior capacidade de produção das enzimas amilolíticas, sendo os coprodutos selecionados para a etapa de otimização da produção das enzimas. Diferentes condições de processo foram otimizadas com intuito de obter o máximo rendimento da produção de amilases, através do emprego de delineamentos experimentais aplicados à Metodologia de Superfície de Resposta. Os processos fermentativos deste trabalho foram realizados à temperatura de 37°C, 120 rpm de agitação, utilizando solução de sais para suplementação do meio. As variáveis pH, razão sólido-líquido (S/L) (% m/v) e concentração de NH4NO3 (gL-1) foram estudadas. As dosagens das atividades enzimáticas foram realizadas em tempos de fermentação de 12, 24, 36, 48 e 72 horas. A máxima produção das amilases foi alcançada com 24 horas de fermentação, S/L de 12% e pH 7,0, obtendo valores de 3.393 U.mL-1 com a farinha de pupunha e 196 U.mL-1 com a torta de macaúba como substratos.