Extracção e caracterização de óleo essencial de sementes de Opuntia ficus indica

Dissertação para obtenção do Grau de Mestre em Tecnologia e Segurança Alimentar

Caracterização do óleo das sementes de Pachira aquatica Aublet para aproveitamento alimentar

Os frutos de Pachira aquatica Aublet apresentam sementes comestíveis com características organolépticas muito apreciadas pelas populações amazônicas, sendo pouco utilizados em outras regiões. Este trabalho teve como objetivo caracterizar as sementes quanto à composição centesimal e determinar as características físico-químicas e perfil de ácidos graxos. A determinação da composição centesimal das sementes (teores de umidade, lipídios, proteínas, cinzas e carboidratos) e análises do óleo extraído das mesmas (ácidos graxos livres, índices de peróxido, iodo, refração, saponificação, ponto de fusão e perfil de ácidos graxos) foram realizadas seguindo metodologia oficial. O teor de óleo nas sementes 38,39% demonstrou que estas têm potencial para aproveitamento industrial. Das características físico-químicas analisadas, o óleo extraído das sementes apresentou 39,2% de ácidos graxos livres (expresso em % ácido oleico), índice de iodo de 27,4 g I2.100 g-1, índice de saponificação de 208,0 mg.KOH g-1, índice de refração (40 °C) de 1,4569 e ponto de fusão de 41,9 °C. Quanto à composição de ácidos graxos do óleo predominaram os ácidos palmítico (44,93%), oleico (39,27%) e linoleico (11,35%). Tal fato favorece o uso deste óleo como matéria-prima para as indústrias alimentícia, farmacêutica e de cosméticos.

Caracterização do óleo de carnaúba para uso como biolubrificante

Lubricant is responsible for reducing the wear on the friction protect the metal against oxidation, corrosion and dissipates excess heat, making it essential for the balance of a mechanical system, consequently prolonging the useful life of such a system. The origin of lubricating oils is usually mineral being extracted from the petroleum. But the search for a new source of production of lubricants and fuels it is necessary to meet future demands and reduce the possible environmental damage. For this reason, looking alternative means to produce certain products derived from petroleum, such as biodiesel, for example. Returning to the realm of lubricants, also one realizes this need for new raw materials for their production. Vegetable oil is a renewable resource and biodegradable, and its use entails advantages in environmental, social and economic. The development of this project aims to characterize the carnauba oil as a lubricant plant, or biolubricant. To analyze the oil carnauba tests as checking density, flash point, fire point, viscosity, viscosity, acid number, pH, copper corrosion, thermal conductivity and thermal resistivity were developed. In addition, for conducting the wear on the friction and the gradient of the system temperature, the analysis equipment is designed for wear on the friction. Based on these results, it is observed that the oil carnauba show good correlation to its application as biolubricant

Caracterização do óleo das sementes de Pachira aquatica Aublet para aproveitamento alimentar

Os frutos de Pachira aquatica Aublet apresentam sementes comestíveis com características organolépticas muito apreciadas pelas populações amazônicas, sendo pouco utilizados em outras regiões. Este trabalho teve como objetivo caracterizar as sementes quanto à composição centesimal e determinar as características físico-químicas e perfil de ácidos graxos. A determinação da composição centesimal das sementes (teores de umidade, lipídios, proteínas, cinzas e carboidratos) e análises do óleo extraído das mesmas (ácidos graxos livres, índices de peróxido, iodo, refração, saponificação, ponto de fusão e perfil de ácidos graxos) foram realizadas seguindo metodologia oficial. O teor de óleo nas sementes 38,39% demonstrou que estas têm potencial para aproveitamento industrial. Das características físico-químicas analisadas, o óleo extraído das sementes apresentou 39,2% de ácidos graxos livres (expresso em % ácido oleico), índice de iodo de 27,4 g I2.100 g-1, índice de saponificação de 208,0 mg.KOH g-1, índice de refração (40 °C) de 1,4569 e ponto de fusão de 41,9 °C. Quanto à composição de ácidos graxos do óleo predominaram os ácidos palmítico (44,93%), oleico (39,27%) e linoleico (11,35%). Tal fato favorece o uso deste óleo como matéria-prima para as indústrias alimentícia, farmacêutica e de cosméticos.

Caracterização do óleo de frutos de tucumã (Astrocaryum aculeatum) para produção de biodiesel

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Extração e caracterização qualitativa do óleo da polpa e amendoas de frutos de macaúba [Acrocomia aculeata (Jacq) Lodd. ex Mart] coletada na região de Botucatu - SP

The international energy situation indicates to the depletion of oil reserves in the short term. Brazil, considering its potential, has sought through public policy, encourage the study of alternative forms of energy. Many of these forms are based on sub-products and agricultural products, especially the ethanol industry for fuel purposes. Another alternative of vegetable origin, most recently discussed, would be the production of fuel oil called biodiesel. The study aimed to extract and measure the pulp oil production of macaúba palm [Acrocomia aculeata (Jacq) Lodd. ex Mart], collected in Botucatu (SP). In addition, the qualitative analysis of the pulp and almond oil are determined. The results showed low productivity in oils, compared to the reported for macauba natural populations of Minas Gerais. The qualitative analysis of the macauba pulp shows to be rich in long chain fatty acids, while the almond have significant amounts of lauric acid.

Atividade inseticida do óleo essencial de pimenta longa (Piper hispidinervum C. DC.) sobre lagarta-do-cartucho do milho Spodoptera frugiperda (J. E. Smith, 1797) (Lepidoptera: Noctuidae)

Os objetivos desta pesquisa foram a obtenção e caracterização do óleo essencial de folhas de pimenta longa Piper hispidinervum, e avaliação de seu efeito no comportamento e/ou mortalidade da lagarta-do-cartucho do milho Spodoptera frugiperda. O óleo essencial foi obtido pela técnica "arraste a vapor d'água", utilizando-se de um aparelho de Clevenger modificado, e posteriormente submetido, à análise por CG-EM e CG. Foram realizados testes de ingestão e contato tópico em lagartas de 1º e 3º ínstar. Os resultados constataram que o óleo essencial de pimenta-longa possui atividade inseticida sobre S. frugiperda, causando redução alimentar e mortalidade, sendo o safrol (82%) seu constituinte majoritário. Verificou-se mortalidade no teste de ingestão em lagartas de 1º ínstar com CL50 = 16,2 mg/mL e para lagartas de 3º ínstar a CL50 = 9,4 mg/mL com redução alimentar CD50 = 0,72 mg/mL; e de toxicidade aguda no teste de contato tópico com DL50 = 277,91 μg/lagarta, após o intervalo de tempo de 96 horas, sendo também observados sintomas de neurotoxicidade, como o efeito knock-down.

Caracterização química da amêndoa de coquinho-azedo (Butia capitata var capitata)

A palmeira Butia capitata var capitata produz o coquinho-azedo, fruto de odor agradável e penetrante, cuja polpa é aproveitada para a produção de um suco saboroso na região norte de Minas Gerais. As sementes apresentam uma amêndoa cuja exploração ainda é bastante limitada. O objetivo deste trabalho foi determinar a composição da amêndoa do coquinho-azedo, visando a avaliar suas possibilidades de uso. Na amêndoa, a composição química (umidade, proteínas, lipídios, cinzas e fibras) foi determinada por métodos gravimétricos. Os teores dos principais minerais foram avaliados por espectrofotometria de emissão atômica com fonte de plasma indutivo, e a composição dos ácidos graxos presentes na gordura da semente foi determinada por cromatografia a gás. A amêndoa do coquinho-azedo apresentou 9,9 % de umidade e 57,8 % de lipídios totais, 25,8 % de fibra detergente neutro, 17,6 % de fibra detergente ácido e 1,6 % de cinzas em base seca. A gordura extraída da amêndoa de coquinho-azedo apresentou elevados teores de ácido láurico (42,1 %), que foi seguido pelo ácido oléico (16,9 %). Predominaram os ácidos graxos saturados (78,9 %), principalmente os de cadeia média (C6-C12).

Estudo do óleo das sementes de Carthamus tinctorius L. Para produção de biodiesel

Most of the energy consumed worldwide comes from oil, coal and natural gas. These sources are limited and estimated to be exhausted in the future, therefore, the search for alternative sources of energy is paramount. Currently, there is considerable interest in making trade sustainable biodiesel, a fuel alternative to fossil fuels, due to its renewable nature and environmental benefits of its use in large scale. This trend has led the Brazilian government to establish a program (Probiodiesel) with the aim of introducing biodiesel into the national energy matrix, by addition of 5% biodiesel to conventional diesel in 2010 to foster not only the increase of renewable energy, but reduce imports of crude oil. This work evaluates different methods of extraction of oil Carthamus tinctorius L., their characterization by IR, 1H and 13C NMR, HPLC and TG and their use in the production of methyl ester (molar ratio of oil / alcohol 1:6, and NaOH catalyst). The physico-chemical parameters (acid value, density, viscosity, saponification index and surface tension) of oil and biodiesel were also described. The produced biodiesel had a yield of 93.65%, was characterized in relation to their physicochemical properties showing satisfactory results (density=875 kg/m3, viscosity = 6.22 mm2/s, AI = 0.01 mg (NaOH) /g) compared with the values established by the the National Agency Oil, Natural Gas and Biofuels

Valorização da Borra de Café: Otimização da Produção de Biodiesel por Catálise Enzimática

O decréscimo das reservas de petróleo e as consequências ambientais resultantes do recurso a combustíveis fósseis nos motores a diesel têm levado à procura de combustíveis alternativos. Esta pesquisa alicerçada nas fontes de energia renovável tornou-se essencial, face à crescente procura de energia e ao limitado fornecimento de combustíveis fósseis . Resíduos de óleo de cozinha, gordura animal, entre outros resíduos de origem biológica, tais como a borra de café, são exemplos de matérias-primas para a produção de biodiesel. A sua valorização tem interesse quer pela perspetiva ambiental, quer pela económica, pois aumenta não só a flexibilidade e diversificação das matérias-primas, mas também contribui para uma estabilidade de custos e alteração nas políticas agrícolas e de uso do solo. É neste contexto que se enquadra o biodiesel e a borra de café, pretendendo-se aqui efetuar o estudo da produção, à escala laboratorial, de biodiesel a partir da borra de café, por transesterificação enzimática, visando a procura das melhores condições reacionais. Iniciando-se com a caracterização da borra de café, foram avaliados antes e após a extração do óleo da borra de café, diversos parâmetros, de entre os quais se destacam: o teor de humidade (16,97% e 6,79%), teor de cinzas (1,91 e 1,57%), teor de azoto (1,71 e 2,30%), teor de proteínas (10,7 e 14,4%), teor de carbono (70,2 e 71,7%), teor de celulose bruta (14,77 e 18,48%), teor de lenhina (31,03% e 30,97%) e poder calorifico superior (19,5 MJ/kg e 19,9 MJ/kg). Sumariamente, constatou-se que os valores da maioria dos parâmetros não difere substancialmente dos valores encontrados na literatura, tendo sido evidenciado o potencial da utilização desta biomassa, como fonte calorifica para queima e geração de energia. Sendo a caracterização do óleo extraído da borra de café um dos objetivos antecedentes à produção do biodiesel, pretendeu-se avaliar os diferentes parâmetros mais significativos. No que diz respeito à caracterização do óleo extraído, distingue-se a sua viscosidade cinemática (38,04 mm2/s), densidade 0,9032 g/cm3, poder calorífico de 37,9 kcal/kg, índice de iodo igual a 63,0 gI2/ 100 g óleo, o teor de água do óleo foi de 0,15 %, o índice de acidez igual a 44,8 mg KOH/g óleo, ponto de inflamação superior a 120 ºC e teor em ácidos gordos de 82,8%. Inicialmente foram efetuados ensaios preliminares, a fim de selecionar a lipase (Lipase RMIM, TL 100L e CALB L) e álcool (metanol ou etanol puros) mais adequados à produção de biodiesel, pelo que o rendimento de 83,5% foi obtido através da transesterificação mediada pela lipase RMIM, utilizando como álcool o etanol. Sendo outro dos objetivos a otimização do processo de transesterificação enzimática, através de um desenho composto central a três variáveis (razão molar etanol: óleo, concentração de enzima e temperatura), recorrendo ao software JMP 8.0, determinou-se como melhores condições, uma razão molar etanol: óleo 5:1, adição de 4,5% (m/m) de enzima e uma temperatura de 45 ºC, que conduziram a um rendimento experimental equivalente a 96,7 % e teor de ésteres 87,6%. Nestas condições, o rendimento teórico foi de 99,98%. Procurou-se ainda estudar o efeito da adição de água ao etanol, isto é, o efeito da variação da concentração do etanol pela adição de água, para teores de etanol de 92%, 85% e 75%. Verificou-se que até 92% decorreu um aumento da transesterificação (97,2%) para um teor de ésteres de (92,2%), pelo que para teores superiores de água adicionada (75% e 85%) ocorreu um decréscimo no teor final em ésteres (77,2% e 89,9%) e no rendimento da reação (84,3% e 91,9%). Isto indica a ocorrência da reação de hidrólise em maior extensão, que leva ao desvio do equilíbrio no sentido contrário à reação de formação dos produtos, isto é, dos ésteres. Finalmente, relativamente aos custos associados ao processo de produção de biodiesel, foram estimados para o conjunto de 27 ensaios realizados neste trabalho, e que corresponderam a 767,4 g de biodiesel produzido, sendo o custo dos reagentes superior ao custo energético, de 156,16 € e 126,02 €, respetivamente. Naturalmente que não esperamos que, a nível industrial os custos sejam desta ordem de grandeza, tanto mais que há economia de escala e que as enzimas utilizadas no processo deveriam ser reutilizadas diversas vezes.

Estudo da obtenção de biocombustíveis a partir da rota tecnológica de craqueamento utilizando carbonato de sódio e lama vermelha como catalisadores

Neste trabalho foi estudado o processo de destilação do produto líquido orgânico, obtido no craqueamento catalítico do óleo de palma (Elaeis guineensis, Jacq) bruto em escala piloto, empregando os catalisadores carbonato de sódio (Na₂CO₃) e a lama vermelha, variando o percentual de catalisador em 10% m/m e 15% m/m em relação à matéria prima utilizada, sendo fixada uma temperatura operacional de 450ºC, visando obter frações de biocombustíveis (bio-gasolina, bio-querosene e bio-óleo) semelhantes aos combustíveis derivados do petróleo. Os catalisadores foram submetidos a um pré-tratamento de desidratação durante 2 horas em uma estufa à 300ºC, posteriormente foram realizadas as análises de DRX, IR e TG. Quanto à matéria prima, foram realizadas análises físico-químicas, visando à caracterização do óleo de palma. Os produtos líquidos orgânicos (PLOs) obtidos foram submetidos a operações unitárias de separação, decantação e filtração simples em escala de bancada, para posteriormente serem realizadas análises físico-químicas e composicionais. Os PLOs foram destilados em uma coluna Vigreux de seis (06) estágios, e as frações condensadas foram coletadas de acordo com as faixas de destilação da gasolina (60ºC - 190ºC), querosene (190ºC - 235ºC) e diesel (235°C - 370ºC), para posteriormente serem caracterizadas. Verificou-se uma melhor eficiência para o catalisador carbonato de sódio a 15% m/m quanto a redução do índice de acidez, cerca de 1,7 mgKOH/g, assim como uma conversão mássica de 97% do óleo em PLO, notou-se também que, ao aumentar a quantidade de catalisador, isto favoreceu a obtenção de um produto final com uma melhor qualidade. A lama vermelha por outro lado, apresentou rendimentos de até 64% m/m e produtos com baixa acidez cerca de 62,90 mgKOH/g, comparando este resultado com dados encontrados na literatura. A partir dos resultados finais, verificou-se a eficiência dos catalisadores, no qual o catalisador carbonato de sódio forneceu produtos com baixa acidez e com boas características para uso como combustível.

Aplicação de indentação instrumentada na caracterização mecânica de poliuretana derivada de óleo de mamona

Neste trabalho são investigadas as propriedades mecânicas de poliuretana derivada do óleo de mamona, utilizando a técnica de indentação instrumentada com penetradores de geometrias piramidal e esférica. Foi analisada a influência da forma do penetrador utilizado nos ensaios de indentação instrumentada para se obter valores das propriedades mecânicas de polímero derivado de óleo de mamona. Os penetradores utilizados são de pontas piramidais dos tipos Berkovich e canto de cubo e esférico de raio igual a 150 μm em um Nanoindenter XP TM com cargas aplicadas entre 1 e 200 mN. As penetrações variam de acordo com o formato do penetrador, sendo maiores para pontas agudas. A dureza e o módulo de elasticidade foram determinados, utilizando o método de Oliver e Pharr. Verificou-se que os valores medidos para a dureza são maiores para penetradores mais agudos. Os valores obtidos com a ponta piramidal Berkovich foram de 0,14 GPa para pequenas penetrações e 0,12 GPa para maiores penetrações. Já os valores obtidos com ponta canto de cubo foram 25 a 30% maiores. Isso está relacionado com os volumes das regiões que apresentam deformações plásticas elevadas, no caso de penetradores agudos comparados com os volumes das regiões que sofrem deformações viscoelásticas. A viscosidade aparente determinada, utilizando penetrador esférico em testes de força aplicada constante, é igual a (22 ± 2) × 10(12) Pa.s.

Caracterização física e química de frutos de abacate visando a seu potencial para extração de óleo

Vinte e quatro variedades de abacate provenientes da coleção de abacateiros, situada no Núcleo Experimental de Campinas e pertencente ao Centro de Fruticultura do Instituto Agronômico de Campinas (IAC), foram analisadas quanto às proporções dos componentes dos frutos (polpa, casca e caroço) e quanto aos teores de lipídeos e umidade da polpa fresca. Determinaram-se, na maioria das variedades, o perfil de ácidos graxos dos óleos extraídos da polpa e, em algumas das variedades, a composição química dos caroços dos frutos. As variedades mais indicadas para serem cultivadas, visando à utilização industrial dos frutos para a extração de óleo, baseando-se nos teores de lipídeos encontrados na polpa fresca e estabelecidos acima de 18%, foram: Anaheim, Carlsbad, Collinson, Fuerte, Glória, Hass, Itzamna, Mayapan, Ouro Verde e Wagner. O período de colheita dessas variedades estendeu-se por sete meses, iniciando em maio e terminando em novembro. Houve correlações lineares negativas, altamente significativas, entre as proporções de polpa com caroço e casca dos frutos, entre os teores de umidade e lipídeos nas polpas e entre os teores de umidade e amido nos caroços dos frutos. Ocorreram grandes variações na composição de ácidos graxos constituintes do óleo das polpas e na composição química das sementes.

CARACTERIZAÇÃO QUÍMICA E EFEITO DO ÓLEO ESSENCIAL DE ERVA-DE-SANTA-MARIA SOBRE O ÁCARO-RAJADO DE MORANGUEIRO

O ácaro-rajado, Tetranychus urticae Koch (1836) (Acari: Tetranychidae), é a principal praga na cultura do morangueiro. O objetivo deste trabalho foi a caracterização química do óleo essencial de Chenopodium ambrosioides L. e a avaliação de seus efeitos sobre o ácaro-rajado. Os compostos do óleo essencial foram identificados pelasanálises de CG-DIC e CG-EM. A mortalidade e a oviposição foram avaliadas após a pulverização do óleo (2,5; 5,0; 7,5 e 10,0% v v-1) sobre fêmeas do ácaro-rajado. O rendimento do óleo essencial foi de 0,3%, e os compostos identificados foram (Z)-ascaridol (87%), (E)-ascaridol (5,04%), p-cimeno (4,83%), a- terpineno (1,24%) e piperitona (0,7%). Os maiores valores para mortalidade e redução de oviposição observados foram 85% e 69%, respectivamente. O óleo essencial de C. ambrosioidesé uma opção promissora para o manejo do ácaro-rajado.

Caracterização química do óleo da amêndoa de Sterculia striata St. Hil. et Naud

This paper describes total lipid content, unsaponifiable fraction and the acid, refractive, saponification and iodine indices of the oil of Sterculia striata nuts. The fatty acids, the sterols and the triterpene alcohols were determined. The percentage of cyclopropenoid fatty acids (CPFA), determined by NMR ¹H (15,5%), makes the nuts of this species unsuitable for human consumption.