Exportar este item: EndNote BibTex

Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://bdtd.unifal-mg.edu.br:8443/handle/tede/2083
Tipo do documento: Dissertação
Título: Desenvolvimento de um processo para a produção sustentável de um éster (levulinato de isoamila) catalisada por eversa transform 2.0 imobilizada via ativação interfacial
Autor: CAMBRAIA, Marcus Vinicius Silveira 
Primeiro orientador: MENDES, Adriano Aguiar
Primeiro coorientador: CARVALHO, Ana Karine Furtado de
Primeiro membro da banca: BARBOSA, Milson Dos Santos
Segundo membro da banca: ANGELOTTI, Joelise de Alencar Figueira
Resumo: Os ésteres de ácido levulínico (AL) são de grande importância devido às suas diferentes aplicações como agentes aromatizantes, lubrificantes, fragrâncias e plastificantes. O presente estudo consistiu na produção enzimática de éster de ácido levulínico por esterificação enzimática empregando álcool isoamílico (AI). As reações foram catalisadas por uma lipase comercial de baixo custo (Eversa ® Transform 2.0) imobilizada em esferas mesoporosas de poliestireno-divinilbenzeno (PSty-DVB) via ativação interfacial (adsorção por interações hidrofóbicas). A imobilização foi realizada em baixa força iônica (tampão 5 mmol.L -1 de acetato de sódio pH 5,0) a 25°C empregando um carregamento inicial de proteína de 40 mg.g -1 de suporte. O processo de imobilização foi acompanhado pela concentração de proteína e atividade hidrolítica desaparecidas no sobrenadante. Inicialmente, foi testada a sua atividade catalítica na produção do éster em meios de solvente orgânico e comparada com a reação realizada em meio isento de solventes. Em seguida, foi proposto um planejamento composto central rotacional (DCCR) com duas variáveis ​​independentes (concentração do biocatalisador e temperatura de reação) para avaliar a influência na produção do éster em termos de porcentagem de conversão e produtividade que foram tomadas comovariáveis ​​dependentes (respostas). Foi também avaliada a influência da razão molar AL:AI e tempo de reação acordo. Nas condições ótimas de reação, foram realizados testes de reuso do biocatalisador preparado após sucessivas bateladas de reação. De acordo com os resultados obtidos, a máxima concentração de proteína imobilizada de 31,2 ± 2,8 mg g -1 e um rendimento imobilização de ≈83% foi obtido. Esse resultado satisfatório se deve à alta área superficial e diâmetro de poros do suporte testado. A produção de levulinato de isoamila foi favorecida com a adição de solventes orgânicos no meio de reação. Dentre os solventes testados, a máxima produção do éster foi obtido usando metil-isobutil-cetona (MIBC). Nas condições ótimas de reação, a conversão máxima da ordem de 65%, foi obtida após 12 h de reação a 40°C empregando concentração de biocatalisador de 20% m.m -1 e razão molar AL:AI de 1:1,5 em meio de MIBC. A estratégia proposta nesse estudo mostrou ser bastante promissora, pois trata-se de um processo sustentável e utiliza uma lipase de baixo custo imobilizada como biocatalisador.
Abstract: Levulinic acid (LA) esters are of great importance due to their different applications as aromatics, aromatics and plasticizers. The present study consists of the enzymatic production of levulinic acid ester by enzymatic esterification using isoamyl alcohol (AI). The reactions were catalyzed by a low cost commercial lipase (Esferas® Transform 2.0) immobilized on mesoporous polystyrene-divinylbenzene (PSTY-DVB) spheres via interfacial selection (hydrophobic gaze adsorption). Uptake was performed in i (buffer 5 low satin strength, pH 5.0) employing an initial protein load of 40 mg.g -1 support. The immobilization process was accompanied by protein activation and hydrolytic activity disappeared in the supernatant. Initially, its catalysis was tested in the production in organic solvent media and it was developed with the reaction in solvents. In, a central rotational design (DCCR) composed with two independents (biocatalyst concentration and followed by decision) was proposed for the production of the ester in terms of temperature influenced by the conversion and the productivity which were dependent variables (responses). The influence of the ratio:AI and reaction time was also molar. Under optimal reaction conditions, reuse tests of the biocatalyst prepared after successive batches of reaction were performed. According to the results obtained, a maximum immobilized protein concentration of 31.2 ± 2.8 mg g-1 and an immobilization yield of ≈83% was obtained. This satisfactory result is due to the high surface area and pore diameter of the tested support. Isoamyl levulin was favored with the addition of organic reaction solvents in the reaction medium. Among the solvents tested, the maximum production of the ester was obtained using methyl isobutyl ketone (MIBC). Under optimal reaction conditions, a maximum conversion of the order of 65% was achieved after 12 h of reaction: reflecting at 40° of biotalyst concentration of 20% m.m-1 AL:AI molar ratio of 1 in MIBC medium. The strategy proposed in this study proved to be very promising, as it is a sustainable process and uses a low-cost immobilized lipase as a biocatalyst.
Palavras-chave: Éster de ácido levulínico
Biorrefinaria
Imobilização de lipase
Eversa® Transform 2.0
Esterificação
Área(s) do CNPq: CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal de Alfenas
Sigla da instituição: UNIFAL-MG
Departamento: Instituto de Química
Programa: Programa de Pós-Graduação em Química
Citação: CAMBRAIA, Marcus Vinicius Silveira. Desenvolvimento de um processo para a produção sustentável de um éster (levulinato de isoamila) catalisada por eversa transform 2.0 imobilizada via ativação interfacial. 2022. 86 f. Dissertação (Mestrado em Química) - Universidade Federal de Alfenas, Alfenas, MG, 2022.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
Endereço da licença: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
URI: https://bdtd.unifal-mg.edu.br:8443/handle/tede/2083
Data de defesa: 8-Jul-2022
Aparece nas coleções:Mestrado

Arquivos associados a este item:
Arquivo Descrição TamanhoFormato 
Dissertação de Marcus Cambraia.pdf1,6 MBAdobe PDFBaixar/Abrir Pré-Visualizar


Este item está licenciada sob uma Licença Creative Commons Creative Commons