Estudo comparativo da utilização do pentóxido de Nióbio e das lipases imobilizadas em Nb2O5/PVA como catalisadores na síntese de oleato de etila
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Data de Publicação: | 2015 |
Tipo de documento: | Trabalho de conclusão de curso |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) |
Texto Completo: | http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/9177 |
Resumo: | Desde meados do século XX, por razões econômicas e ambientais, diversos pesquisadores e algumas indústrias investem no desenvolvimento de tecnologias sintéticas que sejam ambientalmente favoráveis, gerando menos resíduos tóxicos e com economia de energia. O biodiesel tem se destacado na função de substituir total ou parcialmente o diesel de petróleo pois trata-se de um biocombustível renovável, biodegradável, menos tóxico e que gera uma quantidade menor de gases responsáveis pelo efeito estufa. Um dos processos utilizados para obtenção do biodiesel consiste na esterificação de ácidos graxos com álcool, como a reação de esterificação do oleato de etila a partir do ácido oleico etanol, sendo que esse processo pode ocorrer via catálise homogênea, heterogênea ou enzimática. O processo biocatalítico utilizando lipases têm despertado interesse, pois estas enzimas possuem vantagens em relação ao processo químico como o fato de apresentarem alta seletividade, atuarem em condições brandas e minimizarem a ocorrência de reações laterais. Na classe dos catalisadores heterogêneos destaca-se o pentóxido de nióbio (Nb2O5) o qual possui propriedades de superfície, tais como acidez de Bronsted-Lowry e área superficial elevada, que o capacitam como excelente catalisador em reações químicas e também como bom suporte para outros catalisadores. O presente trabalho teve como objetivo testar a eficiência da catálise heterogênea e enzimática na síntese do oleato de etila a partir do ácido oléico e etanol. Para a catálise enzimática foram utilizadas as lipases Aspergillus niger (AS), Candida rugosa, (AY) e Rhizopus oryzae (F-AP) imobilizadas em compósitos de pentóxido de nióbio e PVA. A relação ácido oleico/etanol nas análises foi de 1:1, e temperatura reacional de 40ºC, retirando alíquotas após 3, 6, 12 e 24 horas de reação. Já para a catálise heterogênea foi utilizado o pentóxido de nióbio calcinado a 500ºC em dois sistemas reacionais: Reator autoclavado (relação ácido oleico/etanol 1:1, temperatura de 180ºC) e reator em refluxo (relação ácido oleico/etanol 1:20, temperatura de 72ºC), variando em ambos os sistemas a massa do catalisador (50, 100 e 200 mg). Todos os catalisadores foram caracterizados por MEV e DRX, que comprovaram as características morfológicas do Nb2O5 e a presença das lipases nos filmes com pentóxido de nióbio. A partir dos resultados obtidos avaliou-se o melhor sistema de catálise para a síntese do oleato de etila através dos métodos de Lowry-Tinsley e cromatografia gasosa. O melhor resultado foi de 97% de conversão a oleato de etila, ao utilizar o pentóxido de nióbio como catalisador no reator autoclavado a 10 atm e 180ºC, com a massa de 200 mg de Nb2O5 durante 1 hora. |
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2020-11-11T19:10:17Z2020-11-11T19:10:17Z2015-12-10BERTAGI, Letícia Teixeira. Estudo comparativo da utilização do pentóxido de Nióbio e das lipases imobilizadas em Nb2O5/PVA como catalisadores na síntese de oleato de etila. 2015. 59 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Química) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná, Curitiba, 2015.http://repositorio.utfpr.edu.br/jspui/handle/1/9177Desde meados do século XX, por razões econômicas e ambientais, diversos pesquisadores e algumas indústrias investem no desenvolvimento de tecnologias sintéticas que sejam ambientalmente favoráveis, gerando menos resíduos tóxicos e com economia de energia. O biodiesel tem se destacado na função de substituir total ou parcialmente o diesel de petróleo pois trata-se de um biocombustível renovável, biodegradável, menos tóxico e que gera uma quantidade menor de gases responsáveis pelo efeito estufa. Um dos processos utilizados para obtenção do biodiesel consiste na esterificação de ácidos graxos com álcool, como a reação de esterificação do oleato de etila a partir do ácido oleico etanol, sendo que esse processo pode ocorrer via catálise homogênea, heterogênea ou enzimática. O processo biocatalítico utilizando lipases têm despertado interesse, pois estas enzimas possuem vantagens em relação ao processo químico como o fato de apresentarem alta seletividade, atuarem em condições brandas e minimizarem a ocorrência de reações laterais. Na classe dos catalisadores heterogêneos destaca-se o pentóxido de nióbio (Nb2O5) o qual possui propriedades de superfície, tais como acidez de Bronsted-Lowry e área superficial elevada, que o capacitam como excelente catalisador em reações químicas e também como bom suporte para outros catalisadores. O presente trabalho teve como objetivo testar a eficiência da catálise heterogênea e enzimática na síntese do oleato de etila a partir do ácido oléico e etanol. Para a catálise enzimática foram utilizadas as lipases Aspergillus niger (AS), Candida rugosa, (AY) e Rhizopus oryzae (F-AP) imobilizadas em compósitos de pentóxido de nióbio e PVA. A relação ácido oleico/etanol nas análises foi de 1:1, e temperatura reacional de 40ºC, retirando alíquotas após 3, 6, 12 e 24 horas de reação. Já para a catálise heterogênea foi utilizado o pentóxido de nióbio calcinado a 500ºC em dois sistemas reacionais: Reator autoclavado (relação ácido oleico/etanol 1:1, temperatura de 180ºC) e reator em refluxo (relação ácido oleico/etanol 1:20, temperatura de 72ºC), variando em ambos os sistemas a massa do catalisador (50, 100 e 200 mg). Todos os catalisadores foram caracterizados por MEV e DRX, que comprovaram as características morfológicas do Nb2O5 e a presença das lipases nos filmes com pentóxido de nióbio. A partir dos resultados obtidos avaliou-se o melhor sistema de catálise para a síntese do oleato de etila através dos métodos de Lowry-Tinsley e cromatografia gasosa. O melhor resultado foi de 97% de conversão a oleato de etila, ao utilizar o pentóxido de nióbio como catalisador no reator autoclavado a 10 atm e 180ºC, com a massa de 200 mg de Nb2O5 durante 1 hora.Since the mid-twentieth century, for economic and environmental reasons, many researchers and some industries invest in the development of synthetic technologies that are environmentally favorable, generating less toxic wastes and economy of energy. The biodiesel has the function of substitute totally or partially the petroleum diesel, because it is a renewable biofuel, biodegradable, less toxic and generates less greenhouse effect gases. One of the process used to obtain the biodiesel consist in the esterification of fat acids with alcohol, and this process can occur by catalysis homogenous, heterogeneous or enzymatic. The biocatalytic process using lipases has arouse interest, because this enzymes have vantages in comparison with the chemical process as the fact of present high selectivity, act in mild conditions and minimize the lateral reactions. In the heterogeneous catalyst class the niobium pentoxide (Nb2O5) stands out, by having surface properties, as Bronsted-Lowry acidity and high surface area, which capacity as an excellent catalyst in chemical reactions and also as support for others catalysts. This paper has the objective test the efficiency of the heterogeneous and enzymatic catalysis in the synthesis of ethyl oleate from oleic acid and ethanol. For the enzymatic catalysis were uses the lipases Aspergillus niger (AS), Candida rugosa, (AY) and Rhizopus oryzae (F-AP) immobilized in niobium pentoxide compounds and PVA. The relation of oleic acid and ethanol in the analyses was 1:1, and the reaction temperature was of 40º C, aliquots was retired after 3, 6, 12 and 24 hours of reaction. For the heterogeneous catalysis was used niobium pentoxide calcined at 500º C in two reaction systems: Autoclaved reactor (relation oleic acid and ethanol 1:1, temperature of 180ºC) and reflux reactor (relation oleic acid and ethanol 1:20, temperature of 72ºC), changing in both systems the catalyst mass (50, 100 and 200 mg). All catalysts were characterized by MEV and DRX. which comfirmed the morfologic characteristics of Nb2O5 and the presence of the lipases in the niobium pentoxide films. With the obtained results the best system for the synthesis of ethyl oleate was evaluate through the methods of Lowry-Tinsley and gas chromatography. The best result was of 97% of conversion to ethyl oleate, obtained by the niobium pentoxide during the heterogeneous catalyst, using the autoclaved reactor at 10 atm and 180ºC, with the mass of 200 mg of Nb2O5.porUniversidade Tecnológica Federal do ParanáCuritibaCurso de Bacharelado em QuímicaUTFPRBrasilCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICABiodieselCatálise heterogêneaNióbioSíntese orgânicaEnzimas imobilizadasBiodiesel fuelsHeterogeneous catalysesNiobiumOrganic compounds - SynthesisImmobilized enzymesEstudo comparativo da utilização do pentóxido de Nióbio e das lipases imobilizadas em Nb2O5/PVA como catalisadores na síntese de oleato de etilaComparative study of Niobium pentoxide and immobilized lipase utilization in Nb2O5/PVA as catalyst on the etyl oleate synthesisinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/bachelorThesisCuritibaDomingues, Roberta Carolina Pelissari RizzoPilissão, CristianeCosta Neto, Pedro Ramos daOliveira, Paulo Roberto deDomingues, Roberta Carolina Pelissari RizzoBertagi, Letícia Teixeirainfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT))instname:Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)instacron:UTFPRORIGINALCT_COQUI_2015_2_21.pdfapplication/pdf2203664http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/9177/1/CT_COQUI_2015_2_21.pdf55cb09ddf89013f2fdc7fa20a4ed383eMD51LICENSElicense.txttext/plain1290http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/9177/2/license.txtb9d82215ab23456fa2d8b49c5df1b95bMD52TEXTCT_COQUI_2015_2_21.pdf.txtExtracted texttext/plain102438http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/9177/3/CT_COQUI_2015_2_21.pdf.txt961161707a91b6c5cdc8899aef3e5790MD53THUMBNAILCT_COQUI_2015_2_21.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1295http://repositorio.utfpr.edu.br:8080/jspui/bitstream/1/9177/4/CT_COQUI_2015_2_21.pdf.jpg501861e05e7ef3e3c0d170b3460e8aceMD541/91772020-11-11 17:10:17.687oai:repositorio.utfpr.edu.br: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ório de PublicaçõesPUBhttp://repositorio.utfpr.edu.br:8080/oai/requestopendoar:2020-11-11T19:10:17Repositório Institucional da UTFPR (da Universidade Tecnológica Federal do Paraná (RIUT)) - Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR)false |
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