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Tipo documento: Tese
Título: “Investigação de parâmetros dielétricos para otimização de processos biotecnológicos”
Autor(es): Taques Filho, Eduardo Gaspar Ribeiro
Orientador(a): Dall’Oglio, Evandro Luiz
Membro da Banca: Dall’Oglio, Evandro Luiz
Membro da Banca: Vieira, Lucas Campos Curcino
Membro da Banca: Parizotto, Carlos Adriano
Membro da Banca: Ceron, Letícia Barbosa
Resumo : O conhecimento das interações e dos reflexos das mudanças químicas no meio através dos parâmetros dielétricos permite um maior entendimento da química das micro-ondas e fornece condições para a proposição de novos métodos, novas reações e a concepção de reatores que visem à ampliação de escala das reações analisadas. Pode-se observar que nas reações envolvendo a transesterificação fora avaliada as medidas dielétricas frente o comportamento das transformações químicas para reações metílicas e etílicas, utilizando 4 catalizadores ácidos (H2SO4, H3PO4, ClSO3H e CH3SO3H) e com diferentes matérias primas (Óleos de Castanha-do-Brasil, de Soja e de Babaçu) dentro da faixa de frequência de 0,3 a 13 GHz. A dependência da frequência foi observada nas propriedades dielétricas da reação e estas ainda variaram consideravelmente em função do aumento da conversão em biodiesel. Logo, verificou-se que a presença de ácidos graxos livres e água no meio reacional também contribuem consideravelmente para o comportamento dielétrico para tais reações. Para as reações de produção do solketal foram obtidos os parâmetros dielétricos dos constituintes puros (glicerina, acetona, solketal), de misturas envolvendo solketal/água/acetona/H2SO4 e do meio reacional durante a reação submetida ao aquecimento convencional. Desse modo, fora observado no acompanhamento das reações, alta tangente de perda (0,2 <Tg δ <0,4 a 2,45 GHz) que reflete na alta absorção de energia e permite superar os longos tempos de aquecimento convencional. Os parâmetros dielétricos das plantas foram obtidos para avaliar a interação das mesmas frente às micro-ondas e assim estudar a dependência da proporção de água utilizada no processo de extração de óleos essenciais. Para a citronela, o eucalipto e as piperáceas (caule e folhas) realizaram-se medidas do material seco, em misturas com água em proporção 1:1, para o guaraná (casca e grão) realizaram-se medidas em misturas planta-solvente (16g:320g) sendo o solvente etanol- água (1:1) e para o fruto da castanha-do-Brasil realizaram-se medidas de casca da semente e amêndoas. As medidas dos materiais botânicos apresentaram baixas constantes e perda dielétrica em virtude da grande complexidade de sua constituição, estas se apresentaram dependente da frequência e da temperatura empregada. Com a elevação da temperatura para as amostras secas houve um aumento direto nos parâmetros citados, em virtude do aumento do grau de agitação das moléculas que permite maior rotação/mobilidade das mesmas. As medidas com adição de água demonstraram considerável alteração, mudança no comportamento das curvas, em virtude da grande diferença nos valores entre água e planta isoladamente, e aumento significativo dos valores das constantes e perdas dielétricas dependentes da quantidade de água adicionada.
Resumo em lingua estrangeira: The knowledge of interactions and reflections of chemical changes in the environment through dielectric parameters allows a greater understanding of microwave chemistry and provides conditions for the proposition of new methods, new reactions and the design of reactors aimed at expanding the scale of analyzed reactions. It can be observed that in the reactions involving transesterification, dielectric measurements were evaluated against the behavior of chemical transformations for methyl and ethyl reactions, using 4 acid catalysts (H2SO4, H3PO4, ClSO3H and CH3SO3H) and with different raw materials (Brazil Nut, Soy and Babassu Oils) within the frequency range of 0.3 to 13 GHz. The frequency dependence was observed in the dielectric properties of the reaction and these still varied considerably in function of the increased conversion to biodiesel. Therefore, it was found that the presence of free fatty acids and water in the reaction medium also contribute considerably to the dielectric behavior for such reactions. For the solketal production reactions, the dielectric parameters of the pure constituents (glycerin, acetone, solketal), of mixtures involving solketal/water/acetone/H2SO4 and of the reaction medium during the reaction submitted to conventional heating were obtained. Thus, when monitoring the reactions, a high loss tangent (0.2 <Tg δ <0.4 to 2.45 GHz) was observed, which reflects in the high energy absorption and allows overcoming the long conventional heating times. The dielectric parameters of the plants were obtained to evaluate their interaction with microwaves and thus study the dependence of the proportion of water used in the process of extracting essential oils. For citronella, eucalyptus and piperaceae (stem and leaves) the dry material was measured in mixtures with water in a 1:1 ratio, for guarana (bark and grain) it was measured in plant-solvent mixtures (16g:320g) being the solvent ethanolwater (1:1) and for the fruit of the Brazil nut, measurements of the husk of the seed and almonds were carried out. The measurements of botanical materials showed constant lows and dielectric loss due to the great complexity of their constitution, which were dependent on the frequency and temperature used. With the increase in temperature for the dry samples, there was a direct increase in the aforementioned parameters, due to the increase in the degree of agitation of the molecules, which allows for greater rotation/mobility of the same. The measurements with the addition of water showed considerable alteration, change in the behavior of the curves, due to the great difference in the values between water and the plant alone, and a significant increase in the values of constants and dielectric losses depending on the amount of added water.
Palavra-chave: Parâmetros dielétricos
Micro-ondas
Processos biotecnológicos
Transesterificação
Solketal
Palavra-chave em lingua estrangeira: Dielectric parameters
Microwave
Biotechnological processes
Transesterification
Solketal
CNPq: CNPQ::CIENCIAS BIOLOGICAS
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal de Mato Grosso
Sigla da instituição: UFMT CUC - Cuiabá
Departamento: Instituto de Biociências (IB)
Programa: Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia e Biodiversidade – Rede Pró-Centro-Oeste - PPGBB
Referência: TAQUES FILHO, Eduardo Gaspar Ribeiro. “Investigação de parâmetros dielétricos para otimização de processos biotecnológicos”. 2021. 160 f. Tese (Doutorado em Biotecnologia e Biodiversidade) Rede Pró-Centro-Oeste, Universidade Federal de Mato Grosso, Instituto de Biociências, Cuiabá, 2021.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://ri.ufmt.br/handle/1/5031
Data defesa documento: 30-Sep-2021
Aparece na(s) coleção(ções):CUC – IB – PPGBB – Teses de doutorado

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