Minimização de resíduos do processamento do café solúvel através do reaproveitamento da borra para extração de óleo utilizando solvente renovável

O principal resíduo da indústria de café solúvel é a borra de café, gerada após a extração de sólidos solúveis com água, sendo usualmente queimada em caldeiras para geração de energia para a própria indústria. Entretanto, este co-produto pode conter de 15 a 20 % de óleo, componente de grande interesse na indústria alimentícia. Em paralelo, na indústria de produção de óleos vegetais o solvente frequentemente utilizado é o hexano. Contudo, por este ser um derivado de combustíveis fósseis, alternativas para sua substituição por solventes mais amigáveis ao meio ambiente, que podem ser obtidos por via biotecnológica, estão sendo estudadas. Deste modo, o objetivo principal desta dissertação de mestrado foi a viabilização técnica do emprego de solventes alcoólicos no processo de extração de óleo de borra de café proveniente da indústria de processamento de café solúvel. Foram realizadas extrações sólido-líquido em um estágio para estudar a influência das variáveis de processo temperatura (60 a 90 °C), tipo de solvente (etanol, ET ou isopropanol, IPA) e a hidratação do solvente (absoluto ou azeotrópico) nas características das fases extrato e rafinado, em termos de rendimento de extração de óleo, de ácidos clorogênicos (ACG), de carboidratos totais, teor de proteínas e índice de solubilidade de nitrogênio (ISN) da fase rafinado. Pré-tratamento enzimático ao processo de extração também foi realizado para investigar a sua atuação sobre o rendimento de extração de óleo e ACG, além do ISN das fases rafinado obtidas na temperatura de 70 °C. De forma geral, pode-se inferir que a temperatura favorece a extração de compostos lipídicos, mas a hidratação do solvente prejudica a extração destes compostos pelo aumento da polaridade do solvente. Do mesmo modo, como o ET é mais polar que o IPA, o primeiro solvente proporcionou a obtenção de menores rendimentos de extração de óleo. A temperatura de processo também influenciou a extração de ACG, a qual foi beneficiada a temperaturas mais baixas pelo aumento da polaridade dos solventes utilizados. De tal forma, que a 60 °C, nos experimentos utilizando etanol azeotrópico obteve-se os menores rendimentos de extração de óleo, porém maior rendimento de extração de ACG. O pré-tratamento enzimático apresentou diferenças significativas nas características das fases extrato e rafinado. No entanto, somente os experimentos com etanol absoluto resultaram em rendimentos de extração de óleo economicamente viáveis. De fato, será relevante um estudo mais aprofundado das variáveis de pré-tratamento enzimático para obter resultados mais expressivos em relação à extração de compostos lipídicos. Diante dos dados experimentais obtidos, conclui-se que é tecnicamente viável o emprego de solventes alcoólicos no processo de extração de óleo de borra de café. Entretanto, nota-se que as condições de processo devem ser avaliadas minuciosamente com o objetivo de se obter altos rendimentos de extração de óleo com maior teor de ACG.

Perfil lipídico de hambúrgueres produzidos a partir de carne de bovinos alimentados com fontes de óleo na dieta

Objetivou-se nesse trabalho avaliar os efeitos de fontes de óleo vegetal na dieta de bovinos Nelore em fase de terminação sobre a aceitação sensorial, teores de colesterol e óxidos de colesterol, composição de ácidos graxos e estabilidade oxidativa de hambúrgueres bovinos, avaliados após serem congelados e acondicionados a -18°C por 90 dias, então avaliados crus e grelhados. Foram confinados 96 bovinos, machos, castrados, Nelore, com aproximadamente 380 kg de peso inicial e idade média de 24 meses, alimentados com óleos de soja, girassol, linhaça e tratamento controle sem adição de óleo por 82 dias. A partir do músculo Longissimus e da gordura subcutânea dos animais foram produzidos hambúrgueres Os hambúrgueres produzidos com carne de bovinos que receberam óleo de soja tiveram maior estabilidade lipídica, tanto para zero quanto para 90 dias de armazenamento quando comparado às outras dietas. O método cru de preparo também resultou em menores valores tanto para o tempo zero quanto para o tempo 90 dias de armazenamento, em relação ao método grelhado. Os hambúrgueres dos animais alimentados com o óleo linhaça resultaram em menores valores para o atributo sabor. O tempo zero dias de armazenamento dos hambúrgueres resultou em maiores notas dos consumidores para a textura e aceitabilidade global, em relação às amostras armazenadas por 90 dias. A porcentagem de ácidos graxos polinsaturados foi reduzida, independente dos tratamentos, após 90 dias de armazenamento. O CLA c9 t11 foi encontrado em maiores quantidades nas amostras dos animais alimentados com os óleos de linhaça e soja, para zero e 90 dias de armazenamento. O teor de colesterol aumentou após as amostras de hambúrgueres serem grelhadas, enquanto que não foi observado efeito para as fontes de óleos e os tempos de armazenamento. Foi observada a presença de óxidos de colesterol após as amostras serem armazenadas por 90 dias, independente das fontes de óleos utilizadas. O fornecimento de óleos insaturados para bovinos confinados aumenta a porcentagem de ácidos graxos polinsaturados em hambúrgueres produzidos com carne e gordura desses. A inclusão de óleos vegetais para bovinos aumenta a oxidação lipídica de hambúrgueres produzidos a partir de carne e gordura provenientes desses animais quando comparados a um tratamento sem inclusão de óleos vegetais. Hambúrgueres produzidos com carne e gordura de animais alimentados com óleos vegetais na dieta possuem maior oxidação lipídica após 90 dias de armazenamento quando comparados com os hambúrgueres do tempo zero e dos hambúrgueres do tratamento controle enquanto que o processamento térmico não foi responsável pela maior oxidação lipídica.

Otimização da síntese do AlSBA-15 para produção de biodiesel por transesteri-ficação do óleo de coco

Stimulus encouraging the production and consumption of biodiesel favors the policy of pre-serving the environment, contributing to the reduction of greenhouse gas reducing climate change. The current trend of research in this field focuses on improving these processes with the use of heterogeneous catalysts, seeing has significant advantages such as: low contamination of products, ease of separation of the catalyst from the reaction medium, possibili-ty of reuse of the catalyst, decreased corrosion problems. The objective of this research was to optimize the synthesis of AlSBA-15 for the production of biodiesel through transesterification process via ethyl route. For the optimization of hydrothermal synthesis of type AlSBA-15 catalyst has assembled a 23 factorial experimental matrix with eleven trials. The stoichiometric amounts of starting materials were varied according to different ratios Si / Al which is a factor in the experimental design, in addition to the time and temperature of aging of the synthesis gel. The material showed the best results of characterization (SBET = 591.7 (m2 / g), Vp = 0.83 (cm3 / g), Dp = 5.59 (nm), w = 6.48 (nm) was synthesized at 100 ° C for 24 hours, with a ratio Si / Al = 10.This material was applied as a heterogeneous catalyst in the reaction of ethyl transesterification as raw coconut oil in natura. Coconut oil presented suitable for obtaining biodiesel via ethyl route.The visual aspects and physical-chemical characteristics of the reaction products show that AlSBA-15 catalyst favored the reaction. According to physical-chemical analysis the order of oxidative stability of the product of the transesterification reaction was: catalytic reaction at 1500 ° C> non-catalytic reaction at 100 ° C> 100 ° C catalytic> catalytic reaction at 200 ° C Reaction. The results of oxidative stability and kinematic viscosity shows that the biodiesel produced in the catalytic sandblasting held at 150 ° C which was maintained within the ABNT NBR 7148, ABNT NBR 10441 and EN 14112.

Desenvolvimento e avaliação tribológica de emulsão O/A a partir de óleo vegetal epoxidado para aplicação em fluídos de corte

The cutting fluids are lubricants used in machining processes, because they present many benefits for different processes. They have many functions, such as lubrication, cooling, improvement in surface finishing, besides they decreases the tool wear and protect it against corrosion. Therefore due to new environment laws and demand to green products, new cutting fluids must be development. These shall be biodegradable, non-toxic, safety for environment and operator healthy. Thus, vegetable oils are a good option to solve this problem, replacing the mineral oils. In this context, this work aimed to develop an emulsion cutting fluid from epoxidized vegetable oil, promoting better lubrication and cooling in machining processes, besides being environment friendly. The methodology was divided in five steps: first one was the biolubricant synthesis by epoxidation reaction. Following this, the biolubricant was characterized in terms of density, acidity, iodo index, oxirane index, viscosity, thermal stability and chemical composition. The third step was to develop an emulsion O/A with different oil concentration (10, 20 and 25%) and surfactant concentration (1, 2.5 and 5%). Also, emulsion stability was studied. The emulsion tribological performance were carried out in HFRR (High Frequency Reciprocating Rig), it consists in ball-disc contact. Results showed that the vegetable based lubricant may be synthesized by epoxidationreaction, the spectra showed that there was 100% conversion of the epoxy rings unsaturations. In regard the tribological assessment is observed that the percentage of oil present in the emulsion directly influenced the film formation and coefficient of friction for higher concentrations the film formation process is slow and unstable, and the coefficient of friction. The high concentrations of surfactants have not improved the emulsions tribological performance. The best performance in friction reduction was observed to emulsion with 10% of oil and 5% of surfactant, its average wear scar was 202 μm.

Coordenação dos sistemas antioxidantes da catalase e da ascorbato peroxidase durante o envelhecimento acelerado de sementes de cártamo e girassol

World consumption of vegetable oils has increased in recent years because of its application in food, chemical, pharmaceutical and, more recently, energy industry. However, oilseeds, which these oils are extracted, have low viability, affecting the cultivation and productivity of these species. The aim of this study was to analyze the effect of aging on the coordination of catalase (CAT) and ascorbate peroxidase (APX) antioxidant systems in safflower and sunflower. . Therefore, seeds were subjected to accelerated aging for 3, 6 and 9 days and grown in moistened paper towel for 72 hours. Additionally, before accelerated aging, sunflower seeds were pretreated by osmopriming with 10 mM ascorbate (ASC) or 3 amino 1,2,4 triazol (3-AT), a specific inhibitor of CAT activitie. The method of artificial aging used was efficient in both species, because it caused a decrease in germination, seedling development and growth, especially in safflower. The aging caused inhibition of CAT activity for both species and to compensate for such inhibition , sunflower increased mRNA expression of this enzyme , while safflower mobilized over the activity of APX. Analysis of the expression of malate synthase and sugar content demonstrated that sunflower seeds consumes lipid reserves in quiescent state, while the safflower is more dependent on carbohydrate. Pretreatment with 3-AT inhibited CAT activity and stimulated the APX, though with ASC acted reverse on these systems. None of the treatments recovered the physiological decline aging. It is concluded that aging change the oilseeds antioxidant metabolism, despite interspecies variations in response to this process, the depletion of the CAT antioxidant system was common. Because of this we propose that the measurement of CAT activity can be used to identify aging seed lots.

Concentração do óleo de girassol em compostos insaturados utilizando destilação molecular

Vegetable oils are characterized as important raw materials in the supplying of natural substances of interest pharmaceutical, food and cosmetic industry. Sunflower oil stands out for its important composition present in unsaturated fatty acids such as oleic acid (C18:1) and linoleic (C18:2), responsible for many health benefits. The main objective of this study is obtain enriched fractions in unsaturated compounds from refined sunflower oil. The oil used in this study was characterized by the determination of some properties, like iodine number, acid number and viscosity. A transesterification was done to transform the triglycerides into their corresponding methyl esters of fatty acids. These was submitted the molecular distillation process, for present as an efficient alternative to separation and purification of these substances, using high vacuum and low temperatures. Of the esters fractions that was obtained, were analyzed by gas chromatography. The experimental design technique was used to evaluate the influence of the temperature variation of evaporation and condensation system on the percentage obtained residue. The evaporator temperature proved to be the most influential variable on the studied response. The optimized conditions for the answer was studied at 100 °C for evaporator temperature and 10 °C for the condenser temperature. The graph of "split ratio" showed that for the lowest flow feed (1 mL/min) and higher evaporator temperature (110 °C) was obtained in the largest fraction of distillate. It also used the study of the influence of evaporator temperature on the concentration of unsaturated compounds. The best operating conditions for temperature was 90 °C reached 82.21 % of unsaturated compounds. Elimination curves of the unsaturated compounds present in the distillate stream were obtained. The simulation results of the molecular distillation process of sunflower oil showed the concentration profiles for three different feed flow rates. The speed, temperature and thickness profiles of the liquid film were obtained. The speed of the film increases as the fluid flows through the walls of the evaporator, reaching a maximum on length of 0.075 m. The film thickness decreases on the route, since many compounds are volatilized. The result of the temperature profile had to be consistent with the literature reproduced, being constant after reaching the maximum operating temperature in the length of 0.15 m. This study allowed characterizing and focusing, through experimental analysis, unsaturated compounds and observing the sunflower oil´s behavior through process simulation.

Concentração do óleo de girassol em compostos insaturados utilizando destilação molecular

Vegetable oils are characterized as important raw materials in the supplying of natural substances of interest pharmaceutical, food and cosmetic industry. Sunflower oil stands out for its important composition present in unsaturated fatty acids such as oleic acid (C18:1) and linoleic (C18:2), responsible for many health benefits. The main objective of this study is obtain enriched fractions in unsaturated compounds from refined sunflower oil. The oil used in this study was characterized by the determination of some properties, like iodine number, acid number and viscosity. A transesterification was done to transform the triglycerides into their corresponding methyl esters of fatty acids. These was submitted the molecular distillation process, for present as an efficient alternative to separation and purification of these substances, using high vacuum and low temperatures. Of the esters fractions that was obtained, were analyzed by gas chromatography. The experimental design technique was used to evaluate the influence of the temperature variation of evaporation and condensation system on the percentage obtained residue. The evaporator temperature proved to be the most influential variable on the studied response. The optimized conditions for the answer was studied at 100 °C for evaporator temperature and 10 °C for the condenser temperature. The graph of "split ratio" showed that for the lowest flow feed (1 mL/min) and higher evaporator temperature (110 °C) was obtained in the largest fraction of distillate. It also used the study of the influence of evaporator temperature on the concentration of unsaturated compounds. The best operating conditions for temperature was 90 °C reached 82.21 % of unsaturated compounds. Elimination curves of the unsaturated compounds present in the distillate stream were obtained. The simulation results of the molecular distillation process of sunflower oil showed the concentration profiles for three different feed flow rates. The speed, temperature and thickness profiles of the liquid film were obtained. The speed of the film increases as the fluid flows through the walls of the evaporator, reaching a maximum on length of 0.075 m. The film thickness decreases on the route, since many compounds are volatilized. The result of the temperature profile had to be consistent with the literature reproduced, being constant after reaching the maximum operating temperature in the length of 0.15 m. This study allowed characterizing and focusing, through experimental analysis, unsaturated compounds and observing the sunflower oil´s behavior through process simulation.

Prospecção química e avaliação biológica de Banisteriopsis laevifolia (Malpighiaceae)

The Banisteriopsis genus is widespread in traditional medicine. This work aims to contribute with information about the chemical composition and on the evaluation of the biological activity of the essential oil, the ethanol extract of the leaves and partitions of the Banisteriopsis laevifolia. The phytochemical screeningtest of ethanol extract and partitions of leaves indicated the presence of flavonoids, terpenoids, saponins, phenols and steroids compounds. Nitrogenous compounds, characteristic of some species of this family, were not detected. Flavonoids were the predominant metabolite, with the highest concentrations on the partitions ethyl acetate and n-butanol. The antibacterial activity, antifungal and cytotoxicity of the essetial oil, ethanol extract and partitions were assyed by microdilution broth method (MBM), where the minimum inhibitory concentrations (MIC) were calculated. The ethanol extract and partitions did not inhibit growth against to Gram positive bacteria tested, with MIC less than 400 mg L-1. For the Gram negative bacteria tested, the hexane and hydroethanol partitios were more effective against F. nucleatum bacteria (MIC 100 ug mL-1). The ethanol extract showed antifungal activity with MIC of 31.2 mg L-1. Ethyl acetate and n-butanol partitions showed MIC 187.5 mg L-1 and 93.7 mg L-1, respectively, arousing interest for isolation studies. The antioxidant activity was evaluated by the DPPH free radical method. The ethanolic extract, ethyl acetate and n-butanol partitions were active, since they showed EC50 values (4.53 ug mL-1, 4.07 and 8.39 ug mL-1, respectively), values equivalent to the BHT (7.3 mg L-1). The analysis by HPLC-MS/MS of the most active fractions (ethyl acetate and n-butanol) identified phenolic compounds (flavonols and phenolic acids) which exert recognized biological activity. The GC-MS analysis of the essential oils from leaves collected in two periods studied (dry and wet), showed a small variation in the number of compounds. The major classes identified for the oil collected in the dry period were aliphatic alcohols (23,4%), terpenoids (18.7%), sterols (10.4%) and long-chain alkanes (9.2%) compounds. Terpenoids (26.8%) were the major class for the rain season. The major compounds (3Z) -hexenol, phytol and untriacontano are present in the two seasons but in different amounts (19.4%, 9.8% and 7.5% during the dry season, and 17.0 %, 14.9% and 15.3% in the rainy season, respectively). The essential oil from rainy season was not effective against to the oral bacteria Gram positive and Gram negative tested. However, showed significant antifungal activity with MIC 1000 mg L-1 against Candidas. Thus, the promising results with respect to biological assays of ethanolic extract and partitions from B. laevifolia contributed to the chemical and biological knowledge of the species B. laevifolia.

Determinação de teor de biodieseis de algodão e pinhão manso em misturas com diesel usando espectroscopia no infravermelho médio e quadrados mínimos parciais

Biodiesel is a renewable fuel derived from vegetable oils or animal fats, which can be a total or partial substitute for diesel. Since 2005, this fuel was introduced in the Brazilian energy matrix through Law 11.097 that determines the percentage of biodiesel added to diesel oil as well as monitoring the insertion of this fuel in market. The National Agency of Petroleum, Natural Gas and Biofuels (ANP) establish the obligation of adding 7% (v/v) of biodiesel to diesel commercialized in the country, making crucial the analytical control of this content. Therefore, in this study were developed and validated methodologies based on the use of Mid Infrared Spectroscopy (MIR) and Multivariate Calibration by Partial Least Squares (PLS) to quantify the methyl and ethyl biodiesels content of cotton and jatropha in binary blends with diesel at concentration range from 1.00 to 30.00% (v/v), since this is the range specified in standard ABNT NBR 15568. The biodiesels were produced from two routes, using ethanol or methanol, and evaluated according to the parameters: oxidative stability, water content, kinematic viscosity and density, presenting results according to ANP Resolution No. 45/2014. The built PLS models were validated on the basis of ASTM E1655-05 for Infrared Spectroscopy and Multivariate Calibration and ABNT NBR 15568, with satisfactory results due to RMSEP (Root Mean Square Error of Prediction) values below 0.08% (<0.1%), correlation coefficients (R) above 0.9997 and the absence of systematic error (bias). Therefore, the methodologies developed can be a promising alternative in the quality control of this fuel.

Caracterização da fração de óleo de café extraido de grãos sadios, verdes e preto-verdes, e a influência na adição deste na sensorial de café liofilizado

The application of roasted coffee oil directly on freeze dried soluble coffee is used to minimize the formation of fine poder which adhere on the glass packaging, which results in a negative visual appearance, as well as contributes to the aromatic impact when opening the packaging. The coffee oil is considered a high cost product obtained from Arabica coffee beans, previosly selected and roasted, by mechanical press. In Brazil the coffee culture and marketing results in the selection of the beans by type of defects and beverage, the volume of exportation works with types of coffee beans with low quantity of defects resulting in a large volume of defective coffee beans trading on the domestic market. Nevertheless, coffees which present defective grains like green, black-green beans present differences in the final flavor of the roasted coffees. The aim of this study was to evaluate the chemical composition of the oils extracted from grains classified as normal, green and black-green, at natural and roasted conditions. The oil was obtained by cold extraction using solvents of different polarities, and yield was calculated as well as its fatty acid composition. The oil of the roasted defective coffee grains was also used to prepare drinks of lyophilized soluble coffee in order to verify if jugdes were able to differenciate the sensory caracteristics of the beverages, in comparison to the product prepared using commercial oil obtained by mechanical pressing. Samples of oil obtained from defective grains showed similar extraction yields compared to hot extraction. Cromatographs of oils of the deffective grains did not showed differences compared to normal grains. In relation to the sensory analysis of the soluble coffee beverages, it was verified that when applying oils of light roasted black-green beans or oils of medium and dark roasted green beans obtained with rapid process, judges had more difficulties to distinguish differences between samples. Economic viability demonstrated that with the actual prices of the coffee beans, the use of defective beans could reduce in 64% the costs of the raw beans.

The use of animal processed proteins and fat on the growth performance of rainbow trout (Onchorynchus mykiss)

Hoje em dia a industria da aquacultura enfrenta novos desafios para manter a sustentabilidade econômica de uma forma responsável para o meio ambiente e consumidores. Um dos maiores desafios que apresenta hoje em dia, é o aumento do preço da farinha e óleo de peixe que são os constituintes maioritários da alimentação para os peixes de aquacultura. As PAP’s e gorduras de animais terrestres parecem ser uma alternativa viável, sustentável e menos problemática do que as farinhas e óleos vegetais para substituir a farinha e óleo de peixe. Por esta razão neste trabalho nos procuramos substituir uma pequena parte da farinha e óleo de peixe por alguns produtos provenientes de animais terrestres. Este estudo foi um teste de crescimento para a truta arco-íris (Oncorhynchus mykiss). Inicialmente foram formuladas 4 dietas (CTRL, PAP2, PAP3 and PAP4). Exceptuando o dieta controlo (CTRL) que foi uma dieta comercial, os outros alimentos foram desenhados para substituir a farinha de peixe e outras farinhas vegetais por PAP’s (proteína animal processada) como hidrolisado de farinha de penas, farinha de sangue de suíno e gordura animal processadas como a gordura de aves. O teste foi feito ao longo de 112 dias com checkpoints no dia (30, 60 e 112), onde os peixes eram pesados com excepção do dia 112 onde foram também amostrados para composição corporal e índice hepatossomático. O peso inicial médio dos peixes dos grupos foi 219,7g e o peso médio final foi 488,7g. Não existiram alterações comportamentais nem preferência por nenhuma ração testada e não foram verificadas diferenças estatisticamente significativas (P>0,05) no consumo de ração, crescimento e outros parâmetros de crescimento com a exceção da taxa de eficiência proteica. Foram também verificadas diferenças estatísticas significativas para alguns aspectos da composição corporal, ganhos e retenções. Os resultados demonstram que as substituições feitas não tiveram impacto no crescimentos da truta arco íris mas sim na composição corporal. Apesar disso os resultados não sugerem nenhum problema importante relacionado com o uso de PAP’s na formulação de ração para peixes.

Produção de exopolissacarídeos bacterianos a partir de glicerol residual gerado na síntese de biodiesel

A busca por combustíveis alternativos, tais como os biocombustíveis, torna-se necessária devido à crescente demanda por combustíveis em todos os setores da atividade humana, sendo que quase toda energia consumida no mundo provém do petróleo, uma fonte limitada, que emite grande quantidade de gases poluentes. Devido à grande diversidade de culturas oleoginosas no país, o Brasil demonstra potencial para substituição do diesel pelo biodiesel. No processo de obtenção deste, o óleo vegetal sofre uma transesterificação, sob a ação de um catalisador básico e na presença de um álcool, formando três moléculas de ésteres metílicos ou etílicos de ácidos graxos, que constituem o biodiesel em sua essência, liberando uma molécula de glicerol, que é o coproduto mais abundante desta reação. Sendo assim, a utilização do glicerol residual é uma ótima alternativa para agregar valor à cadeia produtiva do biodiesel, minimizar os danos de um possível descarte inadequado, além de diminuir os custos do processo. Com este intuito, este trabalho propõe o uso do glicerol residual como fonte de carbono para produção de exopolissacarídeos (EPSs). Para tal, foram utilizadas linhagens de bactérias mencionadas na literatura como produtoras de EPSs de importância comercial, sendo elas: Xanthomonas campestris pv. mangiferaeindicae IBSBF 1230, Pseudomonas oleovarans NRRL B-14683, Sphingomonas capsulata NRRL B-4261 e Zymomonas mobilis NRRL B-4286. Os cultivos foram realizados em meio apropriado para cada micro-organismo, e como fontes de carbono foram testadas a sacarose, o glicerol residual e uma mistura de ambos na proporção de 1:1 m/m. Os meios foram inoculados com suspensão da bactéria em estudo, sendo avaliados parâmetros relativos ao crescimento celular e à produção de EPSs. Para X. campestris pv. mangiferaeindicae, foram determinadas algumas propriedades reológicas e térmicas dos EPSs produzidos com as diferentes fontes de carbono, bem como o índice de emulsificação com diferentes óleos vegetais. X. campestris apresentou uma concentração de EPSs em torno de 4 g.L-1 em todos os meios estudados, comportamento similar ao da bactéria P. oleovorans, diferindo apenas no meio contendo sacarose (0,8 g.L-1 ). S. capsulata apresentou uma maior concentração de EPSs em meios contendo sacarose e a mistura de sacarose com glicerol residual, em torno de 3,4 g.L-1 , e em meio contendo glicerol residual este valor caiu para 1,7 g.L-1 . Já Z. mobilis apresentou um melhor resultado em meio contendo sacarose e glicerol residual, atingindo 1,3 g.L-1 , sendo que em meio contendo somente sacarose e glicerol residual estes valores foram inferiores alcançando 0,2 e 0,7 g.L-1 , respectivamente. Quase todas as bactérias atingiram a fase estacionária em 24 h de cultivo e o pH permaneceu praticamente constante, sendo verificada uma queda mais acentuada somente para Z. mobilis. O comportamento reológico foi similar para as xantanas produzidas nos diferentes meios, entretanto a viscosidade inicial foi maior com o meio a sacarose (637 cP), seguido da mistura de sacarose com glicerol residual (279 cP) e glicerol residual (60 cP). O IE24 foi superior quando utilizado o óleo de milho, atingindo valores de 97, 72 e 64 % em sacarose, mistura de sacarose com glicerol e glicerol residual, respectivamente. Desta forma, pode-se afirmar que a mudança na fonte de carbono afeta estas propriedades.

Produção de lipídios microbianos a partir de glicerol bruto gerado na síntese de biodiesel

Diante da grande quantidade de glicerol bruto gerado na síntese do biodiesel e seu baixo valor comercial, torna-se fundamental encontrar formas alternativas para converter este substrato em produtos com valor agregado. Neste contexto, este trabalho teve como objetivo avaliar diferentes leveduras oleaginosas capazes de metabolizar o glicerol bruto, gerado como coproduto na síntese de biodiesel, visando produzir biomassa como fonte de lipídios. Todos os cultivos foram realizados em frascos agitados, em condições estabelecidas de acordo com cada etapa do trabalho, sendo obtidos dados relativos ao crescimento celular e à produção de lipídios, tratados estatisticamente conforme o propósito. Lipomyces lipofer NRRL Y-1155 apresentou diferenças significativas em relação às outras leveduras oriundas de banco de cultura, atingindo 57,64% de lipídios na biomassa. Estas leveduras apresentarem perfis de ácidos graxos diferenciados, semelhantes aos dos principais óleos vegetais utilizadas na síntese de biodiesel, com predominância de ácidos graxos poli-insaturados, especialmente ácido linoleico (68,3% na levedura Rhodotorula glutinis NRRL YB-252). O ácido gama-linolênico, um ácido graxo essencial ω6, foi detectado em todas as leveduras analisadas, sendo que na biomassa de Candida cylindracea NRRL Y-17506 chegou a 23,1%. Através de um planejamento experimental Plackett-Burman, verificou-se que as variáveis concentração de extrato de levedura e de MgSO4.7H20 demonstraram maior influência na produção de lipídios por uma linhagem silvestre de Rhodotorula mucilaginosa. Para esta levedura, a partir da análise de efeitos foi possível estabelecer a seguinte condição para a produção de lipídios: 30,0 g.L-1 glicerol; 5,0 g.L-1 KH2PO4; 1,0 g.L-1 Na2HPO4; 3,0 g.L-1 MgSO4.7H2O; 1,2 g.L-1 extrato de levedura; pH inicial 4,5; temperatura 25°C. Nestas condições conseguiu-se um teor de lipídios de 59,96% e lipídios totais produzidos de 5,51 g.L-1 . Também foi possível observar aumento no teor de lipídios da biomassa ao longo do tempo de cultivo, bem como o aumento do teor relativo do ácido linoleico, que atingiu 52%. Dentre as leveduras isoladas a partir de amostras ambientais do Extremo Sul do Brasil, a levedura identificada como Cryptococcus humicola se destacou das demais, apresentando proporção de 23,5% de ácidos graxos saturados, 14,8% de ácidos graxos monoinsaturados e 54,9% de ácidos graxos poli-insaturados, destacando-se o ácido linoleico. O planejamento Plackett-Burman foi também utilizado para esta levedura, sendo que as variáveis concentração de extrato de levedura e glicerol bruto demonstraram maior influência na produção de lipídios. Posteriormente, um delineamento composto central rotacional (DCCR) foi proposto visando à otimização da produção de lipídios. Os modelos empíricos preditivos obtidos para biomassa máxima e lipídios totais permitiram estabelecer para a produção de lipídios por Cryptococcus humicola a seguinte condição otimizada: 100,0 g.L-1 glicerol; 5,0 g.L-1 KH2PO4; 1,0 g.L-1 Na2HPO4; 4,8 g.L-1 extrato de levedura; pH inicial 4,5; temperatura 25°C. Esta condição representou um incremento de cerca de 2 vezes nos lipídios totais em relação à melhor condição estabelecida pelo planejamento Plackett-Burmann e um acréscimo de cerca de 4,8 vezes em relação às condições testadas inicialmente, atingindo 37,61% de lipídios e 8,85 g.L-1 de lipídios totais. Deste modo, os propósitos de valorização de um coproduto oriundo da síntese de biodiesel, bem como a produção de um óleo com potencial para a produção de biodiesel, foram cumpridos.

Estudo dos tratamentos térmicos dos triacilglicerídeos, ácidos graxos e ésteres metílicos : perfil reacional e mecanismos

Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Química, Programa de Pós-Graduação em Química, 2015.

Production of biodiesel through esterification catalysed by Ionic liquids

Biodiesel is an alternative diesel fuel that is produced from vegetable oils and animal fats. Currently, most biodiesel is made from oils, methanol, and an alkaline catalyst. Conventional catalysts is commonly used for catalyzing esterification of fatty acid to produce biodiesel. However, a better and greener method was found. An ionic liquid (IL) is a molten salt consisting of a cation and an anion, with low melting temperature. It offers a better solution than sulfuric acid, because it can be recycled and reused in subsequent runs after recovery steps. In this study, a Brønsted acidic IL, 1-butyl-3-methylimidazolium hydrogen sulfate ([BMIM][HSO4]) was used as a catalyst in the esterification of oleic acid with methanol into biodiesel. The effect of different operation parameters such as methanol to oil molar ratio, amount of catalyst, reaction temperature, and reaction time were tested. The optimum conditions for esterification of oleic acid were identified as oleic acid/methanol molar ratio of 1/10, amount of catalyst 10 wt%, reaction time of 4 h, and reaction temperature of 90oC. FAME content of produced biodiesel was analyzed and confirmed using GC chromatography.