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Type: Dissertação
Title: Efeito da radiação micro-ondas sobre a esterificação de ácido oleico catalisado pela lipase NS-40116 livre e ácido sulfúrico
Author: Marangoni, Marluci
First advisor: Dalla Rosa, Clarissa
metadata.dc.contributor.advisor2: Dariva, Cláudio
metadata.dc.contributor.referee1: Vargas, Gean Delise Leal Pasquali
metadata.dc.contributor.referee2: Backes, Geciane Toniazzo
metadata.dc.contributor.referee3: Franceschi, Elton
Resume: Os ésteres de ácidos graxos são substâncias normalmente encontradas na natureza e são utilizados como intermediários na síntese orgânica de diversos produtos. São também obtidos a partir da esterificação de ácidos graxos com álcoois na presença de catalisadores. As reações de esterificação podem ser catalisadas por ácidos, bases ou por catálise enzimática. Um processo alternativo para esterificação, baseia-se no uso de irradiação microondas, uma tecnologia de fácil operação, econômica em termos de energia, com tempo de processamento reduzido, aquecimento extremamente rápido e menor relação álcool/óleo. A comparação reações de esterificação em batelada com aquecimento convencional e com aquecimento por aplicação da radiação micro-ondas monomodo são aspectos propostos neste trabalho. Neste contexto de inovação biotecnológica e de rotas de avanços industriais nesta área biocatalítica, este trabalho tem como objetivo avaliar o processo de esterificação de ácido oleico/álcool (etanol, 1-Butanol, 1-Hexanol, 1-Octanol), utilizando catalisador químico (ácido sulfúrico) e enzimático (Lipase livre NS 40116), frente ao aquecimento convencionale micro-ondas. As reações de esterificação foram conduzidas utilizando os seguintes parâmetros: razão molar ácido oleico/álcool 1:6, 1% de catalisador químico, 2% de catalisador enzimático e 10% de água, temperatura de 45 °C em diferentes tempos reacionais. Nestas condições, o catalisador enzimático atinge níveis de consumo do ácido oleico superiores aos proporcionados pelo uso do catalisador químico utilizando etanol, sendo que após cerca de 2 horas de reação, 40% de ácido graxo foi consumido nas reações que utilizaram o catalisador enzimático e 10% naquelas catalisadas pelo sistema químico, sugerindo um melhor desempenho do catalisador enzimático para as condições reacionais investigadas sem o uso de micro-ondas. As reações em sistemas químicos e enzimáticos descritos anteriormente foram também realizadas em micro-ondas, onde se observaram que os catalisadores apresentam potencialidade de uso frente deste modo de aquecimento. Foram verificados resultados de ácido graxo residual de 93,9% para as reações enzimáticas e 86,8% utilizando o ácido sulfúrico como catalisador, ambas respostas obtidas em 120 minutos de reação com uso do etanol, empregando 20 W de potência, e temperatura de 45ºC. Este estudo ainda apresenta as investigações acerca da radiação nos modos cíclicos e dinâmico, que indicaram que o modo dinâmico se apresentou ligeiramente superior ao modo cíclico e que isso se deve possivelmente à forma como a energia é desprendida nestes dois sistemas. O uso de micro-ondas sugere vantagens sobre os sistemas químicos e enzimáticos convencionais, principalmente quando se trata do tempo reacional, destacando-se pelas condições de temperatura e pelas potências amenas.
Abstract: Fatty acid esters are substances commonly found in nature and are used as intermediates in the organic synthesis of many products. They are also obtained by the esterification of fatty acids with alcohols in the presence of catalysts. The esterification reactions can be catalysed by acids, bases or by enzymatic catalysis. An alternative process for esterification is based on the use of microwave irradiation, a technology that is easy to operate, economic in terms of energy, with reduced processing time, extremely fast heating and lower alcohol/oil ratio. The comparison of conventional batch processes with the application of single mode microwave irradiation are aspects proposed in this work. In the context of biotechnological innovation and industrial advances in biocatalytic area, this this study aims to avaluate the esterification of oleic acid/acohol (etanol, 1-Butanol, 1-Hexanol, 1-Octanol), using an chemical (sufuric acid) and enzymatic catalyst (free Lipase NS 40116) against microwave single mode radiation. Esterification reactions were conducted using the following parameters: 1:6 oleic acid / alcohol molar ratio, 1% chemical catalyst, 2% enzymatic catalyst and 10% water, temperature of 45 ° C at different reaction times. Under these conditions, the enzymatic catalyst reaches levels of oleic acid consumption higher than those provided by the use of the chemical catalyst, and after about 2 hours of reaction, 40% of the fatty acid was consumed at the reactions using chemical catalyst, and 10% in those catalyzed by the enzymatic system, suggesting a better performance of the enzymatic catalyst for the reactional conditions investigated without the use of microwaves. The reactions in chemical and enzymatic systems described above were also carried out in microwaves, where it was observed that the catalysts present potential of use against the use of this irradiation. Residual fatty acid results of 93,9% for the enzymatic reactions and 86,8% for sulfuric acid as catalyst, both responses obtained in 120 minutes of reaction, using 20 W of ultrasonic power, at 45 ° C. This study still presents the investigations about cyclic and dynamic modes of irradiation, which indicated that cyclic mode was slightly superior than dynamic mode, probably due to the way the energy is released in these two systems. The use of microwaves suggests advantages over conventional chemical and enzymatic systems, especially when it comes to the reaction time, being distinguished by temperature conditions and mild power.
Keywords: Irradiação
Esterificação
Ácidos
Enzimas
Catálise
Language: por
Country: Brasil
Publisher: Universidade Federal da Fronteira Sul
Acronym of the institution: UFFS
College, Institute or Department: Campus Erechim
Name of Program of Postgraduate studies: Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental
Type of Access: Acesso Aberto
URI: https://rd.uffs.edu.br/handle/prefix/3009
Issue Date: 2019
metadata.dc.level: Mestrado
Appears in Collections:Ciência e Tecnologia Ambiental

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