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Título: Obtenção do Ricinoleato de D-glicose e sua aplicação em fluidos de perfuração
Título(s) alternativo(s): D-Glucose Ricinoleate and its apllications in drilling fluids
Autor(es): Medeiros, Suzan Ialy Gomes de
Palavras-chave: Ricinoleato de d-glicose;Ácido ricinoléico;Glicose;Protease;Tensão superficial;Molhabilidade;Espumante;Lubrificante;Redutor de filtrado;Fluido de perfuração
Data do documento: 4-Set-2012
Citação: MEDEIROS, Suzan Ialy Gomes de. Obtenção do Ricinoleato de D-glicose e sua aplicação em fluidos de perfuração. 2012. 109f. Tese (Doutorado em Química) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2012.
Resumo: Enzymes have been widely used for organic compounds biosynthesis, attracting a great deal of attention in recent years, due to its several advantages over the chemical method. This work describes the enzymatic synthesis of biosurfactants from d-glucose with ricinoleic acid using proteases Bacillus subtillis alcalina as biocatalysts. Aiming to reach high conversions from substrates to products for a possible future large scale industrial production, a serie of variables was optimized, through MODDE 7.0, using the factorial model design 24-1. The investigated variables were: temperature, reaction time, enzyme concentration and substrate/D-glicose rate. Qualitative analysis by infrared spectroscopy (FTIR) confirmed the product formation through characteristic peaks due to hydroxyl group absorption on the sugar ring at 3400 cm-1 and the carbonyl group at 1739 cm-1, which refers to ester carbonyl. HPLC analysis (High Performance Liquid Chromatography) showed higher conversions using of alkaline protease of Bacillus subtillis. Besides, it was observed that all the biosurfactants reduced the surface tension of water from 72 to 33 mN/m (by interpolate of the plate method). According to surface tension results, it was possible to evaluate the stability of each product about saline (maximum 115g/L) and buffer solutions (pH 2 – 12), from a temperature range from 25 to 100°C). Aiming its application to core-flow technique, contact angle measurements presented reduction of 40° to 0° in presence of d-glucose ricinoleate, when compared to distillated water. Different applications of this product were investigated, such as: lubricant and filter loss control for polymeric drilling fluids of petroleum wells. It was observed the reduction of lubricity coefficient and filtrate loss control in 87 and 22 %, respectively.
metadata.dc.description.resumo: Enzimas têm sido largamente utilizadas em biossíntese para transformações de compostos orgânicos em substituição aos métodos sintéticos clássicos. Este trabalho descreve a síntese enzimática de biossurfactantes a partir da Dglicose com ácido ricinoléico empregando como biocatalisador a protease de Bacillus subtillis alcalina. Com auxílio do software MODDE 7.0, o planejamento experimental utilizando um modelo fatorial 2 4-1 (planejamento reduzido de 2 níveis e 4 variáveis) foi realizado para verificar a influência das variáveis temperatura, tempo de reação, concentração de enzima e razão molar do substrato/D-glicose sobre o rendimento da reação. Análises de espectroscopia na região do infravermelho (FTIR) confirmaram a formação do produto através de absorções em 3400 cm-1, característica das hidroxilas presentes no anel do açúcar, e em 1739 cm-1, correspondente à carbonila de éster. As análises de CLAE (cromatografia líquida de alta eficiência) mostraram as taxas de conversões alcançadas pelo biocatalisador protease de Bacillus subtillis alcalina. Medidas de tensão superficial em diferentes condições, foram realizadas com o produto de reação, onde observou-se redução da tensão superficial da água de 72 mN/m para 33 mN/m. Foi possível verificar também a estabilidade quanto do produto frente as soluções salinas (115 g/L), nas soluções tampão com pH extremos de 2 à 12 e em soluções aquosas aquecidas no intervalo de 25 a 100 °C. Visando aplicação do produto em técnicas Core-Flow (transporte de óleo), análises de ângulo de contato pelo método da placa de Willemy foram realizadas, obtendo-se a redução do ângulo de contato, do vidro com água, de 40º para 0º. Nas análises como lubrificante e redutor de filtrado em fluidos de perfuração poliméricos observou-se, nas várias formulações, que a mistura biodiesel/biossurfactante apresentou resultados satisfatórios reduzindo o CL (coeficiente de lubricidade) em 87% e o volume de filtrado em 22%. Nos testes de formação e estabilidade de espuma, característica que deve ser evitada por proporcionar leituras incorretas (peso específico, reologia, volumetria, etc), nenhum dos biossurfactantes teve ação espumante caracterizando seu bom desempenho.
URI: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/25056
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