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Tipo: Tese
Título: Biomassa de coco catolé: síntese otimizada do biodiesel e de carreadores lipídicos nanoestruturados
Título em inglês: Catolé coconut biomass: optimized synthesis of biodiesel and nanostructured lipid carriers
Autor(es): Pereira, Stéfano Arrais
Orientador: Ricardo, Nágila Maria Pontes Silva
Coorientador: Arruda, Tathilene Bezerra Mota Gomes
Palavras-chave em português: Biodiesel;Método Taguchi;Coco catolé;CLNs
Palavras-chave em inglês: Biodiesel;Taguchi method;Coco catolé;CLNs
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::QUIMICA
Data do documento: 2025
Citação: Pereira, Stéfano Pereira. Biomassa de coco catolé: síntese otimizada do biodiesel e de carreadores lipídicos nanoestruturados. 2025. 90 f. Tese (Doutorado em Química) - Programa de Pós-Graduação em Química, Centro de Ciências, Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2025.
Resumo: A utilização de fontes oleaginosas regionais com produção intermitente, são ideais para proporcionar alternativas para aplicações renováveis e biocompatíveis, pois diminuem os custos de produção, devido a redução do impacto da indisponibilidade de matéria prima, nesse contexto este trabalho propõe o aproveitamento da biomassa de coco catolé para a síntese de biodiesel através da transesterificação in situ e a síntese de carreadores lipídicos nanoestruturados (CLNs), atreladas ao planejamento experimental utilizando o método de Taguchi. A transesterificação in situ foi conduzida através de nove experimentos variando-se taxa do catalisador, proporção metanol/ óleo e temperatura. O rendimento de massa foi analisado como resposta. A condição otimizada foi obtida através da reação com 2% de catalisador, proporção metanol/óleo 5:1 e 60 ºC, propiciando rendimento em massa de 66,17%. Os parâmetros avaliados apresentaram p-valor com significado estatístico, com a taxa de catalisador propiciando maior impacto no rendimento da síntese. Avaliou-se os parâmetros físico-químicos do biodiesel, atestando-se que o material atende as normas internacionais, ressaltando o resultado de estabilidade oxidativa superior a 18 h, e os eventos de combustão em análise termogravimétrica variando de 224 a 258 ºC, e energia de ativação (Ea) de 48,12 KJ.mol-1, justificada pelo perfil majoritário de ácidos graxos saturados demonstrado na análise cromatográfica. A partir da análise de ressonância magnética nuclear (RMN), confirma-se a eficácia da síntese em produzir biodiesel com taxa de conversão igual a 100%. A síntese otimizada dos CLNs foi conduzida através da variação das massas de óleo da amêndoa do coco catolé OACC, cera de abelha e o tensoativo Brij® 78, aliada ao método de Taguchi. Após a síntese, os CLNs foram avaliados através das respostas: tamanho de partícula, índice de polidispersividade (IPD) e potencial zeta. Os resultados do estudo de otimização indicam maior relevância das taxas de cera de abelha para proporcionar menores tamanhos de partículas e IPD. Os resultados de potencial zeta foram mais impactados pela quantidade em massa de OACC. As (CLNs) foram produzidas com tamanho de partícula entre 236 a 976 nm e moderado IPD, resultados que foram confirmados pela análise de microscopia eletrônica de transmissão com tamanhos entre 200 a 300 nm. A. O sistema otimizado incorporou o bioativo isoquercitrina com 93,99% de eficiência, além de apresentar segurança não clínica, pois não apresentou toxicidade frente aos peixes zebrafish. As CLNs demonstraram ação de efeito não sedativo e/ou relaxante muscular no teste de atividade locomotora, excetuando-se a menor concentração. As CLNs apresentararm atividade antifúngica frente as cepas candida spp testadas nesse estudo trabalho.
Abstract: The use of regional oil sources with intermittent production are ideal for providing alternatives for renewable and biocompatible applications, as they reduce production costs, due to the reduction of the impact of the unavailability of raw materials. In this context, this work proposes the use of catolé coconut biomass for the synthesis of biodiesel through in situ transesterification and the synthesis of nanostructured lipid carriers (NLCs), linked to experimental planning using the Taguchi method. In situ transesterification was conducted through nine experiments varying catalyst rate, methanol/oil ratio and temperature. The mass yield was analyzed as a response. The optimized condition was obtained through the reaction with 2% catalyst, methanol/oil ratio 5:1 and 60 ºC, providing a mass yield of 66.17%. The evaluated parameters presented a p-value with statistical significance, with the catalyst rate providing a greater impact on the synthesis yield. The physical-chemical parameters of biodiesel were evaluated, certifying that the material complies with international standards, highlighting the result of oxidative stability exceeding 18 h, and the combustion events in thermogravimetric analysis ranging from 224 to 258 ºC, and activation energy (Ea) of 48.12 KJ.mol-1, justified by the majority profile of saturated fatty acids demonstrated in the chromatographic analysis. Using nuclear magnetic resonance (NMR) analysis, the effectiveness of the synthesis in producing biodiesel with a conversion rate equal to 100% is confirmed. The optimized synthesis of CLNs was conducted by varying the masses of OACC catole coconut almond oil, beeswax and the surfactant Brij® 78, combined with the Taguchi method. After synthesis, the NLCs were evaluated based on the following responses: particle size, polydispersity index (IPD) and zeta potential. The results of the optimization study indicate greater relevance of beeswax rates to provide smaller particle sizes and IPD. Zeta potential results were most impacted by the mass amount of CCAO. (NLCs) were produced with particle sizes between 236 and 976 nm and moderate IPD, results that were confirmed by transmission electron microscopy analysis with sizes between 200 and 300 nm. A. The optimized system incorporated the bioactive isoquercitrin with 93.99% efficiency, in addition to presenting non-clinical safety, as it did not present toxicity towards zebrafish. NLCs demonstrated a non-sedative and/or muscle relaxing effect in the locomotor activity test, except for the lowest concentration. The NLCs showed antifungal activity against the candida spp strains tested in this study. Keywords: Biodiesel,
URI: http://repositorio.ufc.br/handle/riufc/80935
ORCID do(s) Autor(es): https://orcid.org/0000-0002-2206-6380
Currículo Lattes do(s) Autor(es): http://lattes.cnpq.br/5168707577568794
ORCID do Orientador: https://orcid.org/0000-0003-1849-5403
Currículo Lattes do Orientador: http://lattes.cnpq.br/6703037457253125
ORCID do Coorientador: https://orcid.org/0000-0001-8122-5153
Currículo Lattes do Coorientador: http://lattes.cnpq.br/8053117576688452
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
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