Otimização da produção de biodiesel a partir de óleo de coco babaçu com aquecimento por microondas

As reações sob aquecimento por microondas geralmente apresentam significativa redução no tempo de reação e elevados rendimentos. Portanto, o objetivo desse trabalho foi adaptar um forno de microondas doméstico de forma adequada e segura para realização de reações de transesterificação, e otimizar o processo de produção de biodiesel por microondas usando óleo de coco babaçu como matéria prima. Para este fim, foi usado um planejamento composto central no qual se variou o tempo de irradiação, concentração de KOH e razão óleo:metanol. Análises estatísticas foram feitas para avaliarem a significância do modelo usado. As condições experimentais ótimas foram: razão óleo:metanol, 8,59, concentração de KOH, 2,19%, tempo de irradiação, 70 segundos, dando rendimento de aproximadamente 100%.

Influência de nitrogênio amoniacal e vazão de ar no processo de nitrificação, etapa de tratamento de efluente de abatedouro de peixe

O efluente proveniente de abatedouro de peixes possui alto teor de nitrogênio, um dos principais causadores de eutrofização nos corpos d'água. Sua remoção pode ser feita em duas etapas separadas: nitrificação e desnitrificação. Este experimento teve como objetivo testar a influência da vazão de ar (valores de 1 a 3 L min-1) e a concentração de nitrogênio amoniacal (de 40 a 100 mg L-1) no processo de nitrificação. Foi utilizado um reator em batelada sequencial com biomassa imobilizada, com volume útil de 2,5 L, operado conforme delineamento composto central rotacional, em que as variáveis-resposta analisadas foram percentagem de conversão de nitrogênio amoniacal a nitrato e percentagem de acúmulo de nitrito. Os resultados mostraram, com intervalo de confiança de 95%, que o aumento dos dois fatores diminuiu significativamente a percentagem de conversão de nitrogênio amoniacal a nitrato. Já a percentagem de acúmulo de nitrito aumentou significativamente quando houve aumento da concentração de nitrogênio amoniacal, não sendo influenciada significativamente pela vazão de ar. Durante o experimento, a melhor condição de operação encontrada para o equilíbrio das reações foi com concentração de nitrogênio amoniacal de 70 mg L-1 e com vazão de ar de 2 L min-1.

Tratamento de efluente de abatedouro de tilápia com adição de manipueira na fase anóxica

O objetivo deste trabalho foi avaliar a desnitrificação de efluente de abatedouro de tilápia, em reator em batelada. Para isto, foi avaliado o efluente gerado por uma indústria processadora de mandioca (manipueira) como fonte de carbono. Também foram avaliadas as condições de agitação do sistema. Os experimentos foram conduzidos em escala de laboratório, em que foram testados cinco níveis de agitação (20; 32; 60; 88 e 100 rpm) e cinco níveis de relação DQO/N (0,1; 1,0; 3,2; 5,4 e 6,3), configurando-se um planejamento do tipo Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR), com quatro ensaios nos níveis +1 e - 1; quatro ensaios nos níveis dos pontos axiais (-1,414 e +1,414) e mais uma triplicata no ponto central (0), totalizando 11 ensaios. Avaliaram-se o desempenho da desnitrificação através da remoção de nitrato (%) e a remoção de nitrito (%). Durante o processo, também foram monitorados temperatura (ºC), pH e alcalinidade (mgCaCO3.L-1). Os resultados mostraram que a relação DQO/N teve influência significativa, com intervalo de confiança de 95%, sobre o processo de remoção de nitrato e nitrito, com faixa ótima de operação entre 3,2 e 5,4, cujas eficiências de remoção de nitrogênio foram de 100%.

Otimização via metodologia de superfície de respostas dos parâmetros tecnológicos para produção de fruta estruturada e desidratada a partir de polpa concentrada de mamão

O objetivo deste trabalho foi investigar os parâmetros tecnológicos relevantes no processo de estruturação de polpa concentrada de mamão (16ºBrix), utilizando um delineamento experimental associado a Metodologia de Superfície de Respostas. Os resultados do planejamento composto central utilizado mostraram que as variáveis pectina (x1) e alginato (x2) foram estatisticamente significativas para aumentar a firmeza de fruta estrutura de mamão. Foram realizados experimentos para confirmar as previsões do modelo matemático proposto para firmeza. As frutas estruturadas obtidas com os menores níveis de pectina (7g/kg) e alginato (7g/kg) apresentaram firmeza elevada, em torno de 3,2kg, cerca de 2,4 vezes maior que o valor previsto pelo modelo, provavelmente devido a variações no pH da polpa de mamão. Os resultados mostraram ser possível produzir fruta estruturada com teor elevado de polpa de mamão concentrada (672g/kg) e quantidade mínima de sacarose (364g/kg). O glicerol (x3) na concentração de 100g/kg suprimiu a atividade de água dos géis de polpa concentrada de mamão para 0,922. A secagem (60ºC/6h) sob vácuo (0,8kgf/kg) das frutas estruturadas minimizou o problema de adesividade superficial das frutas estruturadas e, concomitantemente, promoveu redução na atividade de água, para níveis de umidade intermediária, em torno de 0,860.

Desenvolvimento de barras de cereais à base de aveia com alto teor de fibra alimentar

A barra de cereal é um alimento nutritivo de sabor adocicado e agradável, fonte de vitaminas, sais minerais, fibras, proteínas e carboidratos complexos. O trabalho objetivou estudar o efeito da concentração de fibra alimentar e de açúcar na calda em barras de cereais elaboradas à base de aveia com alto teor de fibra alimentar. No estudo foram utilizados flocos, farelo e farinha de aveia, do cultivar UPFA 22, selecionado com base no teor de fibras e beta-glucanas. Os ingredientes secos e ligantes foram adquiridos no comércio local e utilizados na proporção de 70 e 30%, respectivamente, em quantidades definidas a partir de testes laboratoriais. O experimento foi realizado em delineamento composto central rotacional aplicável à metodologia de superfície de resposta, sendo avaliado o efeito da concentração de açúcar na calda (70, 75 e 80 °Brix) e do teor de fibra alimentar da formulação (12, 16 e 20%) na composição química, valor calórico, atividade de água, microbiologia e características sensoriais das barras de cereais. Os resultados das variáveis respostas foram tratados por análise de regressão múltipla. E foram utilizados no modelo matemático de segunda ordem os termos lineares, quadráticos e de interação, significativos. A aveia pode ser utilizada como ingrediente na elaboração de barras de cereais por apresentar textura, sabor e aparência adequados. O uso de aveia na formulação possibilita produzir barras de cereais com alto teor de fibra alimentar e fonte de beta-glucanas. As barras de cereais apresentam propriedades sensoriais agradáveis, similares às industrializadas e melhor aceitas quando elaboradas com média concentração de açúcar na calda e altos teores de fibra alimentar. As barras de cereais apresentam baixa atividade de água e atendem às especificações sanitárias, sendo estáveis durante 60 dias de armazenamento.

Aplicação de lipase e monoglicerídeo em pão de forma enriquecido com fibras

Neste trabalho, estudou-se a aplicação da enzima lipase e do emulsificante monoglicerídeo em pão de forma enriquecido com fibras, com o objetivo de verificar a possibilidade de substituição do emulsificante pela enzima. Inicialmente, foi realizada a caracterização das matérias-primas principais (farinha e farelo de trigo). Os pães de forma foram elaborados pelo método de massa direta. Foi utilizado um planejamento experimental do tipo composto central rotacional com duas variáveis independentes: i) dosagem de lipase; e ii) dosagem de monoglicerídeo e, paralelamente, realizou-se um teste controle (sem adição de lipase e monoglicerídeo) para comparação. As variáveis dependentes foram as características de qualidade dos pães: i) volume específico; ii) aceitação sensorial (aparência, textura, aroma e sabor); e iii) vida de prateleira avaliada pela umidade do miolo e firmeza dos pães após 1, 4 e 7 dias do forneamento. Dentro das faixas estudadas, foi possível verificar que somente a umidade dos pães no quarto e sétimo dia após o processamento foi influenciada pela variação das dosagens de lipase e monoglicerídeo. Na avaliação sensorial, verificou-se que as notas médias atribuídas aos pães do teste controle foram inferiores à menor nota média dos ensaios do planejamento experimental, com exceção do sabor e aroma. Como não foi possível obter modelos matemáticos para todas as respostas, foram selecionados os ensaios 5 (1% monoglicerídeo), 7 (25 ppm lipase) e 9 (25 ppm lipase e 1% monoglicerídeo) do planejamento experimental, e o teste controle, para a avaliação dos resultados por análise de variância. Nas condições em que os ensaios foram conduzidos e para as faixas de lipase (0 a 50 ppm) e monoglicerídeo (0 a 2%) estudadas, verificou-se a possibilidade de substituir o monoglicerídeo por lipase em formulação de pão de forma enriquecido com fibras.

Extrusão de misturas de castanha do Brasil com mandioca

Considerando-se que a castanha do Brasil apresenta elevado potencial nutritivo, baixo consumo no Brasil, baixo valor agregado e é um produto orgânico, além da alta produtividade, do baixo custo da mandioca e da tecnologia de extrusão termoplástica apresentarem ampla aplicabilidade e vantagens, este trabalho teve como objetivo empregar estas três variáveis, para formular misturas com castanha do Brasil e farinha de mandioca e processá-las por extrusão, visando à obtenção de produtos extrusados ricos em proteína vegetal e prontos para o consumo. Foram utilizadas torta de amêndoa de castanha do Brasil semidesengordurada e farinha de mandioca para formulações das misturas para extrusão. Aplicou-se o delineamento fatorial completo composto central (2³), com 3 variáveis independentes e a metodologia de superfície de resposta foi usada para avaliar os resultados da composição centesimal e o valor calórico, frente às variações de castanha, umidade e temperatura. Os resultados indicam que as formulações com maiores quantidades de castanha apresentam quantidades de proteínas, lipídios e cinzas mais elevadas, já as formulações com menores teores de castanha apresentam maiores percentuais de carboidratos. Os coeficientes de regressão médios do modelo estatístico para as respostas são: umidade 7,40; carboidratos 51,09; proteínas 15,34; lipídios 11,77; fibra total 9,92 e kcal 371,65. Os ensaios com menores teores de castanha e maiores de farinha apresentam-se mais expandidos e de cor clara, enquanto que aqueles com maiores teores de castanha não se expandem e têm a cor acinzentada. Conclui-se que a adição de castanha semidesengordurada à farinha de mandioca pode ser submetida à extrusão, originando um produto extrusado fonte de proteína vegetal, pronto para o consumo e que pode atender à exigência de consumidores que não utilizam proteínas de origem animal.

Influência dos teores de aveia e de gordura nas características tecnológicas e funcionais de bolos

O presente trabalho objetivou estudar o emprego de aveia e de gordura nas características tecnológicas e funcionais de bolos. No estudo foram utilizados os ingredientes flocos e farinha de aveia (Avena sativa L.) do cultivar IAC 7 (30% de flocos grossos tostados e 70% de farinha), previamente selecionados com base na composição química, farinha de trigo, açúcar, sal, fermento químico, emulsificante, leite em pó, ovo inteiro, sorbitol e aroma de baunilha. O experimento foi realizado em delineamento composto central rotacional aplicável à metodologia de superfície de resposta (MSR), sendo os teores de aveia (flocos, farinha) e gordura estabelecidos como variáveis independentes. Os resultados de densidade da massa, viscosidade da massa, composição química, energia metabolizável, volume específico, atividade de água, características internas, porosidade e cor foram tratados por análise de regressão múltipla, obtendo-se modelo matemático de segunda ordem com os termos lineares, quadráticos e de interação significativos. A aveia pode ser utilizada na elaboração de bolos de valor calórico reduzido e como fonte de fibras alimentares atendendo às características de alimento funcional. A densidade da massa variou com a quantidade de gordura da formulação, enquanto que a viscosidade, com a concentração de aveia. A porosidade do miolo foi influenciada pelas concentrações de aveia e de gordura utilizadas nas formulações. Com a elevação do teor de aveia e a diminuição de gordura nas formulações ocorreu um aumento da área, diâmetro e perímetro médios dos alvéolos.

Microextração em fase sólida de 6-pentil-α-pirona produzida por fermentação em estado sólido

A substância 6-pentil-α-pirona (6-PP) é uma lactona com aroma característico de coco e uso aprovado pela agência americana Food and Drug Administration (FDA). O presente trabalho teve como objetivo ajustar as condições de microextração em fase sólida em headspace para a quantificação por cromatografia gasosa de 6-PP produzida pelo fungo Trichoderma harzianum a partir do pó da casca de coco verde. Para isto, foi realizado um estudo em que soluções padronizadas de 6-PP foram adicionadas ao pó da casca de coco verde. A substância foi extraída por uma fibra de polidimetilsiloxano. Agitação e adição de solução de NaCl a 25% (p/v) resultaram em melhor reprodutibilidade nas análises. Um planejamento composto central foi empregado para estudar três fatores: temperatura de extração, tempo de condicionamento e tempo de extração. Boas respostas foram obtidas com a temperatura de 79 °C e tempo de extração de 29 minutos. O efeito da variável tempo de condicionamento não foi significativo e foi fixado em 2 minutos. Após o desenvolvimento do método analítico, este foi empregado para determinar a produção de 6-PP por fermentação em estado sólido realizada por Trichoderma harzianum e com o uso de pó da casca de coco verde como suporte para o processo.

Extração de pectina de goiaba desidratada

Goiabas (Psidium guajava L.) cultivar Pedro Sato foram utilizadas para extração de pectina. Os frutos separados polpa e polpa com casca foram secos em estufa com circulação de ar. Amostras secas foram caracterizadas física e quimicamente. O planejamento composto central rotacional com quatro pontos axiais e três repetições no ponto central foi utilizado para determinar o rendimento de extração de pectina das farinhas de polpa e de polpa com casca de goiaba. A extração foi realizada em 4 g de farinha para 200 mL de solução de ácido cítrico em diferentes concentrações e em diferentes tempos de extração, a temperatura de 97 ºC. As pectinas obtidas nas melhores condições de extração foram caracterizadas. A extração de pectina com ácido cítrico e precipitação alcoólica forneceu rendimentos acima de 11% para a farinha de polpa e de polpa com casca de goiaba. As melhores condições de extração foram: concentração de ácido cítrico de 5 g.100 g-1 e tempo de extração de 60 minutos. As pectinas obtidas apresentaram-se de baixa esterificação e com teor de ácido galacturônico próximo ao padrão comercial (65%).

Síntese do Poli (ácido láctico) por policondensação direta utilizando um planejamento fatorial

The environmental impact caused by the disposal of non-biodegradable polymer packaging on the environment, as well as the high price and scarcity of oil, caused increase of searches in the area of biodegradable polymers from renewable resources were developed. The poly (lactic acid) (PLA) is a promising polymer in the market, with a large availability of raw material for the production of its monomer, as well as good processability. The aimed of this study was synthesis PLA by direct polycondesation of lactic acid, using the tool of experimental design (DOE) (central composite rotatable design (CCRD)) to optimize the conditions of synthesis. The polymer obtained was characterized by scanning electron microscopy (SEM), Fourier transform infrared spectroscopy (FTIR), viscosimetric analysis, differential scanning calorimeter (DSC) and size exclusion chromatography (SEC). The results confirmed the formation of a poly (lactic acid) semicrystalline in the syntheses performed. Through the central composite rotatable design was possible to optimize the crystallization temperature (Tc) and crystallinity degree (Xc). The crystallization temperature maximum was found for percentage of catalyst around the central point (0,3 (%W)) and values of time ranging from the central point (6h) to the upper level (+1) (8h). The crystallization temperature maximum was found for the total synthesis time of 4h (-1) and percentage of catalyst 0,1(W%) (-1). The results of size exclusion chromatography (SEC) showed higher molecular weights to 0,3 (W%) percent of catalyst and total time synthesis of 3,2h

Estudo do processo de combustão in-situ em reservatórios maduros de óleos médios e leves (high pressure air injection)

Nearly 3 x 1011 m3 of medium and light oils will remain in reservoirs worldwide after conventional recovery methods have been exhausted and much of this volume would be recovered by Enhanced Oil Recovery (EOR) methods. The in-situ combustion (ISC) is an EOR method in which an oxygen-containing gas is injected into a reservoir where it reacts with the crude oil to create a high-temperature combustion front that is propagated through the reservoir. The High Pressure Air Injection (HPAI) method is a particular denomination of the air injection process applied in light oil reservoirs, for which the combustion reactions are dominant between 150 and 300°C and the generation of flue gas is the main factor to the oil displacement. A simulation model of a homogeneous reservoir was built to study, which was initially undergone to primary production, for 3 years, next by a waterflooding process for 21 more years. At this point, with the mature condition established into the reservoir, three variations of this model were selected, according to the recovery factors (RF) reached, for study the in-situ combustion (HPAI) technique. Next to this, a sensitivity analysis on the RF of characteristic operational parameters of the method was carried out: air injection rate per well, oxygen concentration into the injected gas, patterns of air injection and wells perforations configuration. This analysis, for 10 more years of production time, was performed with assistance of the central composite design. The reservoir behavior and the impacts of chemical reactions parameters and of reservoir particularities on the RF were also evaluated. An economic analysis and a study to maximize the RF of the process were also carried out. The simulation runs were performed in the simulator of thermal processes in reservoirs STARS (Steam, Thermal, and Advanced Processes Reservoir Simulator) from CMG (Computer Modelling Group). The results showed the incremental RF were small and the net present value (NPV) is affected by high initial investments to compress the air. It was noticed that the adoption of high oxygen concentration into the injected gas and of the five spot pattern tends to improve the RF, and the wells perforations configuration has more influence with the increase of the oil thickness. Simulated cases relating to the reservoir particularities showed that smaller residual oil saturations to gas lead to greater RF and the presence of heterogeneities results in important variations on the RF and on the production curves

Obtenção e caracterização de extrato microencapsulado de resíduo agroindustrial de acerola

Acerola (Malpighia emarginata D.C.) is a red fruit widely cultivated in Brazil, especially in the Northeastern region. Its increasing demand is attributed to its high ascorbic acid contents. Besides ascorbic acid, widely known by its health-benefit effects, acerola is rich in anthocyanins, which contribute for the antioxidant power of the fruit. Acerola processing produces a bright-red pomace, usually discarded. The further processing of this pomace, in order to explore its antioxidant compounds, could enhance acerola market value and rentability of its processing. Both ascorbic acid and anthocyanins are highly susceptible to degradation, that can be delayed by microencapsulation, which consists on packing particles (core) in an edible matrix (wall material). This work has been made with the purpose of producing a microencapsulated acerola pomace extract, which could be used by the food industry as a functional ingredient with antioxidant and coloring properties. Antioxidant compounds were recovered by pressing the pomace diluted in a solvent (a citric acid aqueous solution), by using a central composite design, with two variables: citric acid concentration in the solvent (0-2%), and solvent: pomace mass ratio (2:1-6:1). The acerola pomace extract was then microencapsulated by spray drying. A central composite design was adopted, with three variables: inlet temperature of the spray dryer (170o-200oC), wall material: acerola solids mass ratio (2:1-5:1), and degree of maltodextrin replacement by cashew tree gum as wall material (0-100%). The cashew tree gum was used because of its similarity to arabic gum, which is regarded as the wall material by excellence. The following conditions were considered as optimal for extraction of anthocyanins and ascorbic acid: solvent/pomace ratio, 5:1, and no citric acid in the solvent. 82.47% of the anthocyanins were recovered, as well as 83.22% of the ascorbic acid. Anthocyanin and ascorbic acid retentions were favored by lower inlet temperatures, higher wall material: acerola solids mass ratio and higher maltodextrin replacement by cashew tree gum, which was presented as a promising wall material. The more adequate microencapsulation conditions, based not only on retention of antioxidant compounds but also on physical properties of the final powder, were the following: inlet temperature, 185oC; wall material: acerola solids mass ratio, 5:1, and minimum degree of maltodextrin replacement by cashew tree gum, 50%

Otimização do meio de cultura para a produção de quitosanase por metarhizium anisopliae em cultivo descontínuo submerso

In this work a Plackett-Burman Design with 8 factors and 12 trials in 2 levels with 3 repetitions at the center point was used in order to investigate the influence of the concentration of chitosan, peptone, yeast extract, NaNO3, K2HPO4, KCl, MgSO4.7H2O and FeSO4 on chitosanase production by Metarhizium anisopliae. Runs were carried out using submerged discontinuous cultivation for enzyme production. The results of the Plackett & Burman Design showed that only two factors, chitosan concentration as well as FeSO4 had influence on chitosanolytic activity, while the increase in concentration of other factors not contributed significantly to the quitosanolítica activity. Cultivation medium optimization for enzyme production was carried out using a Composite Central Design, with the most important factors for chitosanolytic activity (chitosan and FeSO4), in accordance with Plackett & Burman Design, and keeping the other nutrients in their minimum values. On this other design, it was taken the highest limit in Plackett & Burman Design as the lowest limit (-1) to FeSO4 factor. The results showed that the enzyme production was favoured by increasing the chitosan concentration and by decreasing FeSO4. Maximum production for chitosanolytic activity was about 70.0 U/L and was reached in only 18 h of fermentation, a result about twenty-eight times greater than a former study using the same microorganism (about 2.5 U/L at 48 h)

Effect of pectinolitic enzymes on the physical properties of caja-manga (Spondias cytherea Sonn.) pulp

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)