The physicochemical characteristics and anaerobic degradability of desiccated coconut industry waste water

Desiccated coconut industries (DCI) create various intermediates from fresh coconut kernel for cosmetic, pharmaceutical and food industries. The mechanized and non-mechanized DCI process between 10,000 and 100,000 nuts/day to discharge 6-150 m(3) of malodorous waste water leading to a discharge of 2646642 kg chemical oxygen demand (COD) daily. In these units, three main types of waste water streams are coconut kernel water, kernel wash water and virgin oil waste water. The effluent streams contain lipids (1-55 g/l), suspended solids (6-80 g/l) and volatile fatty acids (VFA) at concentrations that are inhibitory to anaerobic bacteria. Coconut water contributes to 20-50 % of the total volume and 50-60 % of the total organic loads and causes higher inhibition of anaerobic bacteria with an initial lag phase of 30 days. The lagooning method of treatment widely adopted failed to appreciably treat the waste water and often led to the accumulation of volatile fatty acids (propionic acid) along with long-chain unsaturated free fatty acids. Biogas generation during biological methane potential (BMP) assay required a 15-day adaptation time, and gas production occurred at low concentrations of coconut water while the other two streams did not appear to be inhibitory. The anaerobic bacteria can mineralize coconut lipids at concentrations of 175 mg/l; however; they are severely inhibited at a lipid level of = 350 mg/g bacterial inoculum. The modified Gompertz model showed a good fit with the BMP data with a simple sigmoid pattern. However, it failed to fit experimental BMP data either possessing a longer lag phase and/or diauxic biogas production suggesting inhibition of anaerobic bacteria.

Respuesta a la sequía de Pinus radiata D. Don y su implicación en los procesos de tolerancia

160 p. (Bibliogr. 141-160)

Síntese e caracterização de biodiesel obtido via catálises homogênea e heterogênea de óleo extraído de sementes de Helianthus annuus

O biodiesel é definido como um mono alquil éster de ácidos graxos de cadeia longa derivado de fontes renováveis tais como óleos vegetais e gorduras animais. Sua importância esta associada ao uso como um combustível alternativo para motores do ciclo Diesel podendo ser utilizado puro ou em misturas com o diesel representando economia de petróleo e menor poluição ambiental. Em geral é obtido por meio da reação de transesterificação na qual os triacilgliceróis, principais constituintes dos óleos e gorduras reagem com álcool, em presença de um catalisador ácido ou básico, produzindo ésteres de ácidos graxos e glicerol. A transesterificação pode ser conduzida por catálise homogênea ou heterogênea. O grande desafio da indústria é otimizar o processo a fim de alcançar um produto e uma rota de produção tecnologicamente eficiente e ambientalmente correta. O objetivo desta pesquisa foi estudar a síntese do biodiesel utilizando o processo de transesterificação do óleo de girassol por catálises homogênea e heterogênea. Foram realizadas reações de transesterificação via rotas metílica e etílica, empregando como catalisador homogêneo alcóxido de potássio e como catalisador heterogêneo a resina comercial de troca iônica Amberlyst 26

Produção de biodiesel a partir da alcoólise do óleo de palma

No presente trabalho foi investigada a produção de biodiesel a partir da alcoólise do óleo de palma catalisada por lipase imobilizada comercial. O efeito da razão molar de álcool:óleo, da forma de adição do álcool (única e escalonada), da temperatura de reação, da concentração de enzima, do tipo de álcool (metanol e etanol), do tipo de enzima e da reutilização da enzima no rendimento final de reação foi avaliado. As reações conduzidas com etanol apresentaram rendimentos superiores aos obtidos com o emprego de metanol devido à maior desativação da lipase pelo álcool de menor número de átomos de carbono. O maior rendimento em biodiesel (54%) foi obtido empregando razão molar de álcool:óleo de 3:1, com adição escalonada de etanol (0, 30 e 60 minutos), 9% (m/m) de Lipozyme TL IM a 50C. Não foi possível recuperar a lipase ao final das reações, pois a matriz de imobilização se solubilizou no meio. Além disso, para comparação, foi investigada a utilização das lipases comerciais imobilizadas Lipozyme RM IM e Novozym 435 e dos catalisadores químicos KOH, MgO e La2O3. O rendimento em biodiesel nas reações catalisadas pelas lipases foi maior do que os obtidos com catalisadores químicos. A menor eficiência dos catalisadores químicos pode ser justificada pelo alto índice de acidez do óleo de palma (6,26 mg KOH.g-1) que promove o consumo do catalisador (KOH), devido à neutralização dos ácidos graxos livres presentes no óleo, e o bloqueio dos sítios ativos dos catalisadores químicos sólidos devido à adsorção dos ácidos graxos nestes sítios

Avaliação de catalisadores à base de estanho visando à produção de biodiesel

Atualmente, existe um crescente interesse por fontes de energia renováveis e o desenvolvimento de novas tecnologias para a produção de biocombustíveis. O biodiesel é uma fonte alternativa de combustível bastante atrativa em relação ao diesel em decorrência de seus benefícios ambientais. A obtenção de biodiesel é geralmente realizada através de reações de transesterificação de óleos vegetais com álcool de cadeia curta. Entretanto, também se pode produzi-lo através da esterificação de ácidos graxos livres utilizando-se matérias-primas de baixa qualidade como rejeitos industriais, domésticos ou gorduras animais. O estudo de catalisadores que melhorem os resultados destas reações tem importante papel no desenvolvimento da produção de biodiesel. Normalmente, utilizam-se catalisadores básicos como o NaOH, nas reações de transesterificação. No entanto, o uso destes catalisadores causa impactos ambientais, além de promover a reação de saponificação quando a matéria-prima apresenta teores significativos de acidez, reduzindo o rendimento e dificultando a separação de fases. Este trabalho apresenta o estudo de catalisadores ácidos, à base de estanho, com ênfase especial no sulfato de estanho II, voltados para utilização na reação de esterificação de cargas contendo elevados teores em ácidos graxos. Avaliou-se a influência das variáveis: temperatura, concentração do catalisador, tipo de sistema reacional, quantidade de etanol, tipo de álcool, acidez, natureza dos ácidos graxos e temperatura de calcinação. Uma comparação entre os catalisadores, a questão da reutilização do catalisador e das mudanças proporcionadas pelo tratamento térmico ao qual foram submetidos também foram analisadas. Dentre os catalisadores estudados, os de sulfato de estanho mostraram maior atividade catalítica frente à reação estudada, os mais promissores sendo os calcinados até a temperatura de 500C. O principal motivo para os altos rendimentos encontrados foi associado ao comportamento pseudo-homogêneo do SnSO4, que se solubiliza, acidificando o meio reacional durante as reações de esterificação

Síntese de ésteres derivados do ácido oléico empregando lipases produzidas por Yarrowia lipolytica

Biodiesel é um biocombustível que consiste na mistura de ésteres monoalquílicos de ácidos graxos de cadeia longa. O processo usual de produção deste combustível é a transesterificação de óleos vegetais com álcoois de cadeia curta. Nesse processo, a matéria prima deve conter baixo conteúdo de ácido graxos livres ( ≤ 1%) e água (≤ 0,5%). Como alternativa ao processo de transesterificação, destaca-se o emprego de matérias-primas de baixo custo, com elevado teor de ácidos graxos livres, para a síntese de ésteres alquílicos através de reações de esterificação. As reações de produção do biodiesel podem ser catalisadas por via química (ácida e básica) ou enzimática. Na catálise enzimática, os biocatalisadores empregados são as lipases, que catalisam a hidrólise e síntese de ésteres e podem ser obtidas a partir de microrganismos, plantas ou tecido animal, sendo as de origem microbiana as mais utilizadas. O objetivo principal deste trabalho foi avaliar o potencial da lipase de Yarrowia lipolytica, uma levedura não convencional, na síntese de ésteres do ácido oleico visando à obtenção de ésteres alquílicos (biodiesel). Foram estudados os efeitos da temperatura (25, 30, 35, 40, 50 e 60oC), do teor enzimático (5, 10, 20, 30 e 40% v/v) e do tipo de álcool (metanol, etanol, n-propanol e n-butanol ) nas reações de esterificação do ácido oleico empregando o extrato enzimático líquido produzido por Yarrowia lipolytica. Os resultados obtidos mostraram que as reações conduzidas a 30oC e com 10% v/v do extrato enzimático apresentaram maior taxa inicial de reação. Também foi avaliada a utilização do extrato enzimático liofilizado (5% m/v) e do PES (produto enzimático sólido) (5% m/v) de Yarrowia lipolytica na reação de esterificação do ácido oleico com n-butanol a 30oC. O maior consumo de ácido oleico ocorreu na reação conduzida com o PES. O efeito da temperatura (25, 30, 35, 40 e 50oC) na síntese de oleato de butila foi, então, investigado nas reações empregando PES como biocatalisador e a maior conversão de ácido oleico foi verificada na temperatura de 40oC

Estudo da reação entre o metanol e o acetato de etila em catalisadores Mg/La por espectroscopia no infravermelho acoplada a espectrometria de massas

A transesterificação metílica em meio homogêneo é catalisada por bases, tais como hidróxidos e alcóxidos de sódio ou potássio e se processa em baixa temperatura de reação, mesmo em escala industrial. A utilização de catalisadores formados por sólidos básicos aparece como uma alternativa promissora aos processos homogêneos convencionais, tendo em vista as inúmeras vantagens como a redução da ocorrência das reações indesejáveis de saponificação e redução de custos dos processos pela diminuição do número de operações associadas. Em estudos anteriores realizados pelo grupo, catalisadores a base de Mg/La com diferentes composições químicas (9:1, 1:1 e 1:9) mostraram-se promissores para a obtenção de ésteres metílicos via reação de transesterificação, porém não foi possível fazer uma correlação entre atividade catalítica e as propriedades físico-químicas quando toda a série foi considerada. Assim, a realização de um estudo de caráter fundamental, baseado em reações modelo e uso de moléculas sonda, permite avançar no entendimento das propriedades de superfície destes catalisadores. Portanto, o presente trabalho estuda a reação entre metanol e acetato de etila em catalisadores a base de Mg/La utilizando espectroscopia de reflectância difusa no infravermelho com transformada de Fourier (DRIFTS) acoplada a espectrometria de massas (MS) identificando os intermediários e produtos formados para determinar a rota reacional. As análises de difração de raios X mostram que os precursores são predominantemente compostos por carbonatos hidratados de magnésio (Mg/La 1:1 e 9:1) e de lantânio (Mg/La 1:9). Os perfis de decomposição térmica e difratogramas de raios X obtidos a partir de tratamento térmico in situ indicaram que estes carbonatos se decompõem apenas a partir de 750 C. As análises de Dessorção a Temperatura Programada realizadas com moléculas sonda, metanol e acetato de etila, mostraram a adsorção em maior quantidade do metanol independente da composição química do sólido. A partir dos resultados obtidos por DRIFTS-MS foi proposta uma rota reacional para a reação de transesterificação do acetato de etila e metanol, que ocorre via adsorção do metanol e do acetato de etila na superfície do catalisador, seguida da formação de um intermediário tetraédrico formado pelas moléculas adsorvidas, que sofre um rearranjo formando etanol, acetato de metila, acetona e metano. Simultaneamente, parte do metanol adsorvido como metoxi monodentado é desidrogenado formando formiatos que são dessorvidos na forma de formaldeído e decompostos formando CO2 e H2

Preservation of Otolithus argenteus at low temperature

The studies provided data on the spoilage pattern of Otolithus argenteus during low temperature preservation. Changes in the total volatile bases, hypoxanthine, tyrosine, salt soluble nitrogen, non-protein nitrogen, pH, peroxide value, free fatty acids and thiobarbituric acid number along with organoleptic score have been reported. Organoleptically, fish stored at +20 degree C remained in acceptable condition upto 12 days while for those stored at 0 degree C in ice upto 19 days. Of the various indices tested Hypoxanthine, salt soluble nitrogen and total volatile bases nitrogen, in the order of merit can be used as freshness tests for refrigerated fish.

Biochemical aspects of the spoilage of prawns

Certain features characterise spoilage of sea foods, as distinct from spoilage of protein foods in general. Among sea foods spoilage differs in the crustaceans, teleosts, or elasmobranchs respectively. High levels of free amino acids concentrations are characteristic of prawns and other crustacean muscle. Changes occurring in these influence pattern of spoilage. Differences also exist in the sea prawns and prawns taken from the backwaters. Melanosis is a characteristic feature of spoilage in prawns. Observations have shown that prawns are very susceptible to spoilage at ordinary temperature, the period of absolute freshness not exceeding 4 hours, while prompt icing extends the period to 3-5 days.

Use of different glazes in frozen oil sardines

This paper reports on the relationship between the seasonal variations in the oil content of the Indian oil sardines (Sardinella longiceps) and their frozen storage life at -l8°C and on the use of various chemicals and coating materials to extent their storage life. It is observed that there is an inverse relationship between the oil content and the frozen storage life- oil content varying from 10.33 to 42.43% (MFB) and storage life from 2 to 5 months. Extension of storage life is achieved by dipping in hydroquinone solution prior to freezing or by coating with agar after freezing. Data on changes in peroxide value, free fatty acids, moisture, drip and organoleptic characteristics during frozen storage are presented.

Observations on changes in the major protein nitrogen fraction of prawns and sardines during ice storage

Changes in the major protein nitrogen fractions (sarcoplasmic, myofibrillar, stroma) have been studied in two species of prawns and in oil sardine held in ice storage. Myofibrillar proteins were observed to get denatured at a rapid rate as determined by salt extractability method. The sarcoplasmic proteins were not denatured to any considerable extent. With sardine however, the extraction of myofibrillar proteins was inhibited rather in the uniced condition itself presumably owing to the presence of free fatty acids.

Analysis of lipid and lipid-fractions of some freshwater fishes and their inter-relationship

Two fish species each from carnivorous (Clarias batrachus, Channa punctatus), omnivorous (Cyprinus carpio, Cirrhinus reba), and plankton feeder (Catla catla, Labeo rohita) were collected from freshwater sources under natural habitat to study their total lipid (TL) and lipid-fractions. Significant relationship between these parameters was also worked out. The variation of total lipid and lipid-fractions in tissues of freshwater fishes were not significantly different (P>0.05). But a higher trend of total lipid and glyceride (TGL) contents were found in carnivores followed by omnivores and least in plankton feeders. The trend was reverse for total phospholipid, cholesterol and free fatty acids. TGL content in all class of fishes was significantly related with TL (P<0.01), phospholipid (PL) (P<0.001), cholesterol (P<0.05), free fatty acids (P<0.05) and monoglycerides (P<0.001). Similarly total lipid was linearly related with total glycerides (TL=-3.02 + 0.10 TGL) and phospholipid (TL=7.13-0.12 PL). From this study it is concluded that almost all lipid-fractions of freshwater fishes can be predicted easily from total lipid content of the tissue.

Lipid hydrolysis in mackerel (Rastrelliger kanagurta) during frozen storage

The hydrolytic changes in the lipids of mackerel (Rastrelliger kanagurta) during storage at -l8°C were studied with a view to understand the factors involved in the formation of free fatty acids. Only the phosphorylated fraction did undergo hydrolysis at an appreciable rate. It was found that the free fatty acid production was mainly associated with the phospholipid hydrolysis. As regards the triglycerides and unsaponifiable matter, there was no significant change in levels during frozen storage.

Chemical changes in skin mucin as an index of early stages of spoilage in fish

Results of a preliminary investigation on the overall chemical nature of fish skin mucin in lung fish, Clarias batrachus, with special reference to water soluble low molecular weight compounds, are presented. Changes observed during room temperature spoilage have been studied with a view to present a new approach towards the assessment of freshness in fish inspection. pH of the mucin was distinctly alkaline (8.2) and remained unchanged during spoilage. Much of the nitrogen was found to be present in the glycoprotein fraction. Free amino acids and purine bases were present in appreciable quantities in the aqueous extracts which registered a significant increase after 10 hrs. Post-mortem increase in total solids was accompanied by a slight rise in protein nitrogen which may indicate tissue breakdown. Increase in TVN was also observed to occur earlier in the outside mucin as compared to the inside muscle. Presence of free sugars or sialic acid could not be confirmed nor was there any indication of cholesterol and lipoid material as stated in earlier literature.

Biochemical changes of fish fingers held at frozen storage

The frozen storage characteristics of fish fingers made out of two different species, differing in lipid content for a period of six months are outlined. The study reveals that the lipid content of the fish meat used for making fish fingers influences the storage pattern in terms of the chemical parameters like peroxide value, thiobarbituric acid value and free fatty acids. The introduction of monosodium glutamate has improved the flavour of the fish fingers. Further, the application of batter on the fish fingers imparted some protective effect in the case of semi-fatty fish.