Desenvolvimento de um novo processo para a produção de biodiesel etílico de mamona

No presente trabalho estudou-se a produção de ésteres etílicos de ácido graxo de Ricinus communis L. através da tranesterificação alcalina do óleo de mamona com etanol. Esta metodologia foi adotada para determinar as melhores condições para a produção de biodiesel a partir de óleo de mamona usando o mínimo de operações unitárias com benefícios do ponto de vista econômico e de produção de efluentes. Para a obtenção dos ésteres etílicos através do processo de transesterificação (etapa 1) utilizou-se como catalisador 1% de NaOH com etanol em uma razão molar de 6:1 seguido da adição de ácido sulfúrico. Após, a reação de esterificação (etapa 2) dos ácidos graxos contidos no biodiesel foi realizada visando reduzir o índice de acidez da amostra, ficando em torno de 2 mg de KOH/g. A quebra in situ dos sabões (provenientes da reação paralela de saponificação do triglicerídeo) pela adição de ácido sulfúrico ao meio reacional foi bem sucedida melhorando a separação dos FAEEs do glicerol. O processo em duas etapas transesterificação/esterificação apresentou boa conversão para os ésteres etílicos, diminuindo o índice de acidez e atingindo as especificações para glicerina total e livre. O biodiesel proveniente do óleo de mamona foi composto de 90,6% ácido ricinoléico (C18:1, OH), 3,2% ácido oléico (C18:1), 4,5% ácido linoléico (C18:2), 0,7% ácido esteárico (C18:0), 1,0% ácido palmítico (C16:0), triacilgliceróis (TGs, 0%), diacilgliceróis (DGs, 0,37%) monoacilgliceróis (MGs, 0,46%) e glicerol livre (0,25%) após o processo em duas etapas transesterificação/esterificação. O processo em duas etapas foi muito importante para determinar a integralidade da reação no rendimento do produto. Os resultados demonstram que o procedimento desenvolvido para a produção de FAEEs em escala de laboratório pode ser escalonado para uma planta piloto.

Síntese de biodiesel etílico de girassol utilizando transesterificação alcalina seguido da adição on pot de H2SO4

No presente trabalho foi investigada a adição on pot de H2SO4 no processo de transesterificação do óleo de girassol com etanol e metanol empregando catalisador alcalino (NaOH e KOH). Após o processo, ocorreu uma eficiente separação tanto do biodiesel etílico como metílico de seus co-produtos. Com a adição on pot de H2SO4 todo sabão formado no meio reacional foi transformado em ácidos graxos livres e o catalisador em sal (Na2SO4 ou K2SO4). A esterificação dos ácidos graxos livres presentes no biodiesel foi aplicada para atingir os padrões de biocombustíveis. Os ácidos graxos contidos no biodiesel foram esterificados na presença de uma mistura com razão molar de 60:1 e 80:1 álcool:ácido graxo, com H2SO4 5 e 10 % em massa. Também foi avaliada a influência da quantidade de catalisador na reação paralela de saponificação. De acordo com os resultados observou-se que a quantidade de sabão formado no processo, variou entre 1,80 e 10,66 % para 1 e 2 % de catalisador, respectivamente. A adição on pot de H2SO4 permitiu aumentar o rendimento de obtenção de biodiesel, e reduziu a geração de efluentes provenientes das lavagens para remoção do sabão, quando comparado com o processo convencional. As análises foram realizadas para avaliar a qualidade do biodiesel, com exceção da estabilidade oxidativa, os demais parâmetros estão de acordo com as normas da ANP. A glicerina foi obtida com uma pureza de 95 % de glicerol com aspecto límpido e incolor, sendo seu principal contaminante o sal proveniente da neutralização do catalisador.

Síntese e caracterização de biodiesel metílico e etílico a partir de blendas dos óleos de tungue e de soja

No presente trabalho foi investigada a transesterificação de blendas dos óleos de soja e de tungue com metanol ou etanol empregando catalisador alcalino (NaOH ou KOH). Foi investigado o tempo reacional, a proporção da blenda, a concentração e o tipo de catalisador, tipo de álcool e razão molar, temperatura e metodologia empregada no tratamento da reação. Nas reações com metanol obtiveram-se melhores conversões com tempo reacional de 1,5h; temperatura de 60°C; proporção blenda dos óleos de soja e de tungue de 90:10 (m/m); concentração de NaOH de 0,5% em relação a massa da blenda e razão molar metanol:blenda de 6:1. O tratamento dos ésteres metílicos produzidos na reação foi realizado por lavagem com água a 60°C após o processo de decantação das fases, metodologia C. O rendimento de ésteres metílicos foi superior a 96% e, o teor de mono-, di- e triacilglicerídeos, glicerol livre e total ficou abaixo dos limites estabelecidos pela ANP, indicando boa conversão (> 96,5%). Nas reações com etanol verificou-se que as melhores condições reacionais foram com uma concentração de catalisador de 0,8% de NaOH em relação a massa da blenda, razão molar etanol:blenda de 9:1, tempo de 1,5h e temperatura de 60°C. O tratamento dos produtos da reação foi realizado por lavagem com água a 60°C após o processo de remoção do etanol e decantação das fases, metodologia D. A concentração do catalisador foi um fator determinante na separação das fases. Uma maior concentração de catalisador favorece a saponificação, dificultando a separação das fases e afetando o rendimento do biodiesel sintetizado, tanto para o metílico quanto o etílico. O índice de acidez, tanto para o biodiesel metílico como o etílico, para qualquer proporção da blenda dos óleos de soja e tungue, ficaram dentro das normas da ANP, com valores abaixo de 0,5 mg.g-1 de KOH.

Ultrasound and microwave assisted extraction of ergosterol from Agaricus bisporus L.: optimization through response surface methodology

There is scientific evidence demonstrating the benefits of mushrooms ingestion due to their richness in bioactive compounds such as mycosterols, in particular ergosterol [I]. Agaricus bisporus L. is the most consumed mushroom worldwide presenting 90% of ergosterol in its sterol fraction [2]. Thus, it is an interesting matrix to obtain ergosterol, a molecule with a high commercial value. According to literature, ergosterol concentration can vary between 3 to 9 mg per g of dried mushroom. Nowadays, traditional methods such as maceration and Soxhlet extraction are being replaced by emerging methodologies such as ultrasound (UAE) and microwave assisted extraction (MAE) in order to decrease the used solvent amount, extraction time and, of course, increasing the extraction yield [2]. In the present work, A. bisporus was extracted varying several parameters relevant to UAE and MAE: UAE: solvent type (hexane and ethanol), ultrasound amplitude (50 - 100 %) and sonication time (5 min-15 min); MAE: solvent was fixed as ethanol, time (0-20 min), temperature (60-210 •c) and solid-liquid ratio (1-20 g!L). Moreover, in order to decrease the process complexity, the pertinence to apply a saponification step was evaluated. Response surface methodology was applied to generate mathematical models which allow maximizing and optimizing the response variables that influence the extraction of ergosterol. Concerning the UAE, ethanol proved to be the best solvent to achieve higher levels of ergosterol (671.5 ± 0.5 mg/100 g dw, at 75% amplitude for 15 min), once hexane was only able to extract 152.2 ± 0.2 mg/100 g dw, in the same conditions. Nevertheless, the hexane extract showed higher purity (11%) when compared with the ethanol counterpart ( 4% ). Furthermore, in the case of the ethanolic extract, the saponification step increased its purity to 21%, while for the hexane extract the purity was similar; in fact, hexane presents higher selectivity for the lipophilic compounds comparatively with ethanol. Regarding the MAE technique, the results showed that the optimal conditions (19 ± 3 min, 133 ± 12 •c and 1.6 ± 0.5 g!L) allowed higher ergosterol extraction levels (556 ± 26 mg/100 g dw). The values obtained with MAE are close to the ones obtained with conventional Soxhlet extraction (676 ± 3 mg/100 g dw) and UAE. Overall, UAE and MAE proved to he efficient technologies to maximize ergosterol extraction yields.

Chromatographic determination of fatty acids profiles in regionally-produced Portuguese goat cheese along curing

The biochemistry of cheese ripening involves mechanisms such as glycolysis, proteolysis and lipolysis. Fatty acids are released by the action of lipases from different sources, milk, rennet, bacteria, moulds included as secondary starters, and other exogenous lipases, during lipolysis [1]. The composition of the lipid fraction contributes positively to the flavour of cheese, for being precursors of more complex aroma compounds responsible for the characteristic “goaty flavour” of goat cheeses [2]. Goat milk is recognized by its easier digestibility, alkalinity, buffering capacity and certain therapeutic values in medicine and human nutrition [3]. A high total content of fatty acids is strongly linked to a rancid and tart off flavour in goat milk and may be considered undesirable in most cheese varieties [4]. In this sense, the purpose of the present study was to examine the composition and changes in fatty acids and saponification value of goat cheese during curing period (2, 7 and 12 months). Goat cheese was made in industrial unit of Cachão - Mirandela (Trás-os- Montes) with raw milk Serrana goats’ race, salt and rennet from animal origin. During the first two months, the samples were stored in a ripening chamber (9.5-11 °C and RH 75-85%). From the second month to one year, the samples were stored in a preservation chamber (10.5-12 °C and RH 75-85%). The fatty acids profile of the inner part of the cheese was analyzed by gas-chromatography coupled to flame ionization detection (GC-FID). The degree of saponification was determined both in the crust and inside the cheese by HCl titration of ethanol KOH solution of the samples. Twenty-six fatty acids (FA) were identified and quantified in the inner part of the cheese (total fat was 45-46 g/100 g during the curing period). Saturated fatty acids (SFA) did not change up to 7 months of curing, increasing only after 12 months, being palmitic (C16:0), stearic (C18:0), myristic (C14:0) and capric (C10:0) acids the most abundant FA in this class. Monounsaturated fatty acids (MUFA) decreased only after 12 months, and oleic acid (C18:1) was the predominant FA. In polyunsaturated fatty acids (PUFA) class, the most abundant were linoleic (C18:2) and linolenic (C18:3) acids, and followed the same tendency of MUFA. This is corroborated by an increase in the degree of saponification, either in the crust as in the inner part of the cheese, after 12 months of curing, probably related with the saturation of the fatty acids [3]. Extra-long curing can be done in cheeses produced with goat milk up to seven months of storage without changing the total fat and individual FA content.

Physicochemical characteristic of Exudate of Dacryodes edulis

The Present work deals with the study of exudate of Dacryodes edulis with regards to various seasonal physicochemical properties of the purified solids exudate, acid hydrolysis product and saponification product like charring temperature (oC) (195.73 ± 4.75, 190 ± 7.9, 190 ± 3.4, ); flash point (oC) (105 ± 5.0, 100 ± 7.9, 100 ± 3.4); moisture content % (1.32 – 1.35, 1.05 – 1.08, 1.00 - 1.10); ash content (%) (1.77 – 1.85, 1.21 – 1.31, 1.26 -1.37); lignin content (%) (7.77 – 7.85, 6.21 – 6.31, 5.26 – 5.37); electrical conductivity (μS/cm) (28.40 -29.20, 32.10 – 33.00, 30.30 – 30.90); density (g/cm3) (0.76 -0.77, 0.94 – 0.98, 0.88 – 0.98); melting point (oC) (61.08 – 73.35, 58.69 – 73.35, 55.35 – 65.67). The physicochemical characteristic of Dacryodes edulis is found to be fluctuated with seasonal variations during the present investigation. The correlation coefficient showed positive relationship among the properties. The study reveals that exudate of Daryodes edulis can be tapped in large quantity in the dry season and is rich in lignin content but the seasons does not affect the properties.

Optimization of ultrasound-assisted extraction to obtain mycosterols from Agaricus bisporus L. by response surface methodology and comparison with conventional Soxhlet extraction

Ergosterol, a molecule with high commercial value, is the most abundant mycosterol in Agaricus bisporus L. To replace common conventional extraction techniques (e.g. Soxhlet), the present study reports the optimal ultrasound-assisted extraction conditions for ergosterol. After preliminary tests, the results showed that solvents, time and ultrasound power altered the extraction efficiency. Using response surface methodology, models were developed to investigate the favourable experimental conditions that maximize the extraction efficiency. All statistical criteria demonstrated the validity of the proposed models. Overall, ultrasound-assisted extraction with ethanol at 375 W during 15 min proved to be as efficient as the Soxhlet extraction, yielding 671.5 ± 0.5mg ergosterol/100 g dw. However, with n-hexane extracts with higher purity (mg ergosterol/g extract) were obtained. Finally, it was proposed for the removal of the saponification step, which simplifies the extraction process and makes it more feasible for its industrial transference.