Pós Graduação em Biocombustíveis

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PPGBIO - Programa de Pós Graduação em Biocombustíveis

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Subject: search.filters.subject.Glycerol

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    Obtenção de produtos de alto valor agregado por rota biotecnológica utilizando fungos filamentosos
    (UFVJM, 2019) Barata, Suedali Villas Bôas Coelho; Vanzela, Ana Paula de Figueiredo Conte; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Vanzéla, Ana Paula de Figueiredo Conte; Cardoso, Valéria Macedo; Santos, Ricardo Salviano dos; Lopes, Emerson Delano; Arrudas, Sônia Ribeiro
    Buscando uma solução para a problemática do descarte de glicerol, um coproduto do biodiesel na natureza, diversas pesquisas estão sendo realizadas, a fim de viabilizar seu uso como matéria-prima alternativa para a obtenção de produtos industriais. O uso de glicerol como fonte de carbono para os fungos filamentosos é de grande interesse para a obtenção de produtos de alto valor agregado como os ácidos orgânicos e enzimas. Dessa forma, para estimular a produção de ácidos orgânicos e L-asparaginase no Brasil, desenvolvendo processos produtivos biotecnológicos viáveis, uma das premissas é estabelecer a produção a partir de substratos alternativos. Os ácidos orgânicos são substâncias que servem como acidulantes e contribuem com a cor, aroma e gosto de bebidas e outros alimentos, bem como são utilizados em alguns medicamentos. Já a L-asparaginase é uma enzima que catalisa a reação de degradação da L-asparagina em L-aspartato e amônia. É uma enzima utilizada na indústria alimentícia para evitar a formação de acrilamida nos alimentos. Na indústria farmacêutica é aplicada como agente terapêutico para o tratamento de leucemia linfoblástica aguda. O objetivo desse trabalho foi verificar o potencial das linhagens Aspergillus tubingensis AN1257 e Aspergillus niger 10v10 para a conversão de glicerol a ácidos orgânicos e de Fusarium sp. T22.2 para a conversão de glicerol a L-asparaginase. A secreção de ácidos pelas linhagens acima citadas foi avaliada em meio sólido, variando-se a fonte de carbono (glicerol ou sacarose) e o pH. Aspergillus tubingensis AN1257 apresentou boa acidogênese em pH 4, em meio suplementado com sacarose ou glicerol. O cultivo de AN1257 foi conduzido também em bioprocessos submersos, sendo a secreção de ácidos evidenciados pela diminuição progressiva do pH, conforme determinado por titulometria. A análise dos filtrados por cromatografia líquida de alta eficiência mostrou que AN1257 produziu 13,6 g. L- 1 de ácido málico nos processos submersos suplementados com sacarose. A produção desse ácido orgânico por rota biotecnológica abre perspectiva para o desenvolvimento de processos mais viáveis economicamente do que a produção atual, baseada na obtenção a partir do petróleo. Outros ácidos de elevado valor agregado também foram produzidos em menor quantidade. Fusarium sp. T22.2 produziu elevada atividade de L-asparaginase em meio líquido suplementado com glicerol e em pH 6. Os resultados obtidos confirmam o valor das linhagens estudadas para o desenvolvimento de processos biotecnológicos com a finalidade de obter substâncias de alto valor agregado a partir da bioconversão de glicerol e sacarose.
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    Síntese de ésteres de solketal utilizando mistura de sílica sulfonada amorfa e catalisador de transferência de fase
    (UFVJM, 2018) Lima, Pâmela Cristina; Santos, Sandro Luiz Barbosa dos; Lage, Guilherme Luiz da Costa; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Santos, Sandro Luiz Barbosa dos; Roa, Juan Pedro Bretas; Hurtado, Gabriela Ramos
    O presente trabalho descreve a preparação e caracterização do catalisador SiO2-SO3H, obtido a partir da imobilização de grupos sulfônicos em sílica amorfa produzida previamente a partir de areia de construção e carbonato. Tal catalisador apresentou área superficial de 115 m2/g, volume de poros 0,38 cm3/g e índice de H+ de 1,32 mmol de H+/g. Desenvolveu-se uma metodologia para a síntese do solketal a partir do catalisador sintetizado obtendo-se 99% de rendimento. Utilizando o mesmo catalisador foram propostas duas metodologias de síntese dos ésteres graxos de solketal: linoleato de solketila, oleato de solketila e estearato de solketila, além dos ésteres de cadeia curta: acetato de solketila, laureato de solketila e octanoato de solketila. A primeira metodologia foi realizada empregando o catalisador SiO2-SO3H utilizando tolueno como solvente, esse método atingiu rendimentos em torno de 20% na esterificação dos ácidos graxos e 85% na esterificação dos ácidos acético, láurico e octanóico. A segunda metodologia foi proposta com o objetivo de melhorar os rendimentos na síntese dos ésteres graxos de solketal utilizando uma mistura catalítica contendo o catalisador SiO2-SO3H e o sal de amônia quaternário [Bu4N][BF4]. Nesse procedimento houve um aumento significativo nos rendimentos dos ésteres graxos: 92% na síntese do linoleato de solketila, 93% na síntese do estearato de solketila e 97% na síntese do oleato de solketila.
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    Síntese de biodiesel, glicerol, solketal e éter de solketal
    (UFVJM, 2018) Pereira, Adeline Cristina; Santos, Sandro Luiz Barbosa dos; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Santos, Sandro Luiz Barbosa dos; Benassi, Vivian Machado; Hurtado, Gabriela Ramos
    O catalisador denominado SiO2-SO3H foi empregado em três processos reacionais distintos: transesterificação, cetalização e eterificação. Utilizado em uma proporção de 20% (m/m) contendo tolueno, o SiO2-SO3H se mostrou muito eficiente no processo de transesterificação de triacilglicerídeos fornecendo glicerol e ésteres metílicos de ácidos graxos (biodiesel) com um rendimento de 98%. Empregou-se o glicerol obtido como reagente em uma mistura com acetona, em um meio reacional livre de solventes e utilizando o SiO2-SO3H, obteve-se conversão total e 100% de seletividade para o composto contendo o anel de 5 membros [(±)- 2,2-Dimetil-4-hidroximetil-1,3-dioxolano] conhecido como solketal, um produto químico versátil, com diversas aplicações, na indústria de cosmético e farmacêutica, além de aditivo para diesel com a finalidade de reduzir o ponto de congelamento, melhorar as propriedades lubrificantes e aumentar a potência anti-detonante. Posteriormente realizou-se o processo de eterificação do solketal, empregando o catalisador SiO2-SO3H, levando a formação do 4,4'-[oxibis(metileno)]-bis(2,2-dimetil-1,3-dioxolano)], “éter de di-solketal”, precursor do diglicerol, importante emulsificante das indústrias farmacêutica e alimentícia com 98% de rendimento. A eterificação do solketal foi também promovida empregando o catalisador denominado SiO2-Nb levando a formação do 4,4'-[oxibis(metileno)]-bis(2,2-dimetil-1,3-dioxolano)], “éter de di-solketal” com um rendimento de 96%.
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    Síntese de solketal a partir de glicerol e seu uso como precursor na síntese de ésteres de solketila e monoacilglicerídeos
    (UFVJM, 2016) Santos, Maísa da Costa; Santos, Sandro Luiz Barbosa dos; Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri (UFVJM); Santos, Sandro Luiz Barbosa dos; Hurtado, Gabriela Ramos; Fabris, José Domingos
    O presente estudo descreve a síntese do catalisador heterogêneo SiO2-SO3H, obtido através da imobilização dos grupos sulfônicos em SiO2, produzida a partir de uma mistura contendo área de construção e carbonato. A imobilização do -SO3H foi confirmada, através da caracterização inicial da sílica e do catalisador por IV, MEV, DRX, TGA e isotermas de adsorção/dessorção BET, que demonstrou haver modificação da estrutura da sílica após a imobilização dos grupos sulfônicos, ocasionando diminuição da área superficial específica (SBET) de 507 para 115 m2 g−1, e uma diminuição do volume dos poros 0,78 para 0,38 cm3 g-1. Inicialmente, avaliou o desempenho catalítico da mistura SiO2-SO3H em reações de esterificação do ácido acético e do ácido graxo (octanóico) com o 2,2-dimetil-1,3-dioxolano-4-metanol, conhecido como “solketal”, que possui uma cadeia carbônica grande, além de ter outro grupo funcional na sua estrutura. Os resultados obtidos demonstram a eficiência do SiO2-SO3H para a síntese do acetato 2,2- dimetil-1,3-dioxolan-4-il metil, em que utilizou-se inicialmente, como reagentes, glicerol bruto, acetona e a mistura catalítica, após 2 hora de reação, foi adicionado no mesmo reator, o ácido acético em um processo “one pot”, sem a prévia extração e a purificação do solketal (reagente intermediário). Pelo o mesmo procedimento, foi obtido, em excelente rendimento, o octanoato de solketila. Nesses processos reacionais não houvera a necessidade do uso de solvente ou aparelhos auxiliares, como clevenger ou dean-stark, para remoção da água formada durante o processo que envolve 2 reações (cetalização e esterificação), sendo dessa forma resistente ao processo de lixiviação. Diante dos excelentes resultados, partiu para reações de esterificação com outros ácidos graxos, com até 18 átomos de carbono na cadeia, tais como o ácido linoleico e oleico. Contudo não foi observado a formação de produtos nessas reações. Acredita-se que esse fato esteja relacionado com a grande afinidade que o solketal apresenta pelo SiO2-SO3H, devido a sua alta polaridade, fazendo com que fique retido dentro dos poros do catalisador. Outro ponto importante foi o tamanho da cadeia carbônica dos ácidos graxos utilizados, visto que quanto maior o tamanho da molécula, maior a hidrofobicidade, isso faz com que eles sofram repulsão do catalisador. Acredita-se que esses dois fatores contribuíram para que não ocorresse a interação entre os reagentes e o catalisador, levando, em alguns casos, à formação de ésteres de solketila com rendimentos moderados. Essa hipótese foi comprovada, quando utilizou-se um álcool de cadeia carbônica menor, como o metanol, o qual reagiu com o ácido linoleico e oleico na presença da mistura catalítica SiO2-SO3H, para produção de ésteres metílicos. Os resultados obtidos comprovam a síntese do oleato de metila e do linoleato de metila no tempo de 15 min, com rendimento em torno de 96 a 98%. Isso demonstrou que é de fundamental importância o escoamento dos reagente para os poros do catalisador. O que sugere que para garantir o sucesso das reações do solketal com ácidos de cadeia carbônica maior o escoamento desse reagentes devem ser facilitado e isso pode ser obtido através do uso de solvente.