Submitted by Caroline Xavier (caroline.xavier@pucrs.br) on 2017-06-29T14:22:10Z No. of bitstreams: 1 DIS_VINICIUS_PEREIRA_PIRES_COMPLETO.pdf: 3149553 bytes, checksum: ed2310b8c811ad36bd1d5507d95e83c4 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-29T14:22:10Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DIS_VINICIUS_PEREIRA_PIRES_COMPLETO.pdf: 3149553 bytes, checksum: ed2310b8c811ad36bd1d5507d95e83c4 (MD5) Previous issue date: 2017-03-27 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior - CAPES / The essential oils are of great economic importance for several sectors of the world industry due to the varied range of properties and for being an alternative to the synthetic substances existing in the market. One way of obtaining these essential oils is through the technique of steam distillation, process widely used due to simplicity and low cost. The goals of this work were to obtain the essential oil of the species Achyrocline satureioides by steam distillation in different operating conditions, heading to model this process mathematically, to obtain the volatile compounds present in the essential oil by solid phase microextraction (SPME) technique, to analyze the oil and the volatile compounds accomplished by chromatographic/olfatomatric methods and to carry out a theoretical study of the separation of the major compounds of the essential oil by the fractional batch distillation technique. The achieved results demonstrated that the mathematical model, based on the one-dimensional mass balance in the fluid and solid phases to represent the extraction of essential oils in a pilot scale steam distillation unit, fitted well to the experimental data. The major compounds obtained by gas chromatography/mass spectrometry (GC/MS) were E-Caryophyllene, ?-Pinene, ?-Copaene and ?-Humulene. In addition, it can be observed by gas chromatography/olfactometry (GC/O) that the major compounds, of higher concentrations, do not present the highest aromatic intensities, except for the ?-Pineno compound that presented high concentration and aromatic intensity. The methodology applied to fractional distillation of the A.satureioides oil showed potential in the development of essential oil fractioning processes, since a high purity (99.10%) was obtained in the ?-Pinene fraction. / Os ?leos essenciais apresentam grande import?ncia econ?mica para diversos setores da ind?stria mundial em fun??o da variada gama de propriedades e por serem uma alternativa frente ?s subst?ncias sint?ticas existentes no mercado. Uma forma de obten??o desses ?leos essenciais ? atrav?s da t?cnica de extra??o por arraste a vapor; processo amplamente utilizado devido ? simplicidade e baixo custo. Os objetivos deste trabalho foram obter o ?leo essencial da esp?cie Achyrocline satureioides por extra??o por arraste a vapor em diferentes condi??es de opera??o, visando modelar matematicamente esse processo, obter os compostos vol?teis presentes no ?leo essencial pela t?cnica de microextra??o em fase s?lida (SPME), analisar o ?leo e os compostos vol?teis obtidos por m?todos cromatogr?ficos/olfatom?tricos e realizar um estudo te?rico de separa??o dos compostos majorit?rios do ?leo essencial pela t?cnica de destila??o fracionada em batelada. Os resultados obtidos demostraram que o modelo matem?tico, baseado no balan?o de massa unidimensional nas fases fluido e s?lido para representar a extra??o de ?leos essenciais em uma unidade de arraste a vapor em escala piloto, ajustou-se bem aos dados experimentais. Os compostos majorit?rios obtidos por cromatografia gasosa/espectrometria de massa (CG/EM) foram E-Cariofileno, ?-Pineno, ?-Copaeno e ?-Humuleno. Al?m disso, pode-se notar pela cromatografia gasosa/olfatometria (CG/O) que os compostos majorit?rios, de maiores concentra??es, n?o apresentam as maiores intensidades arom?ticas, com exce??o do composto ?-Pineno que apresentou alta concentra??o e intensidade arom?tica. A metodologia aplicada ? destila??o fracionada do ?leo de A.satureioides demonstrou potencial no desenvolvimento de processos de fracionamento de ?leos essenciais, j? que foi obtida uma alta pureza (99,10%) na fra??o de ?-Pineno.

Submitted by PPG Engenharia e Tecnologia de Materiais (engenharia.pg.materiais@pucrs.br) on 2018-10-24T19:04:42Z No. of bitstreams: 1 dissertacao.loris.pdf: 3349640 bytes, checksum: 322a19b58e9bb00ff35471c3d49f70e1 (MD5) / Approved for entry into archive by Sheila Dias (sheila.dias@pucrs.br) on 2018-10-26T12:32:00Z (GMT) No. of bitstreams: 1 dissertacao.loris.pdf: 3349640 bytes, checksum: 322a19b58e9bb00ff35471c3d49f70e1 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-10-26T12:38:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 dissertacao.loris.pdf: 3349640 bytes, checksum: 322a19b58e9bb00ff35471c3d49f70e1 (MD5) Previous issue date: 2018-08-31 / Coordena??o de Aperfei?oamento de Pessoal de N?vel Superior - CAPES / Due to the usual biological, antimicrobial and antioxidant activities, the essential oils have a potential interest in several industries as food, pharmaceutical, cosmetics, perfumery, hygiene and cleaning, in the manufacture of paints and in biological control of the agricultural pests. With the market?s growth, alternatives have been sought for economic and social development, while the nature is preserve in to keep natural resources available for the next generations. Aiming at further discussions on the theme environmental preservation, a theoretical and practical research was introduced through the essential oil extraction process of the aromatic plant Pentacalia desiderabilis (Velloso) Cuatrec., by obtaining and characterizing the product allied to proposals for the generated residues destination. In order, the extraction process was done with a pilot steam distillation unit at three different pressure conditions. After the extractive method, are produced: the essential oil and the liquid (aqueous extract and hydrolyzate) and solids (remaining aromatic plant) residues. Three mathematical models were tested to simulate the extraction process. The antioxidant and antimicrobial activity of oil and aqueous extract was evaluated. The essential oil?s chemical composition and aroma was also studied. The solid residue was assess as a possible biosorbent for the adsorption of methylene blue, caffeine and chromium. According to the experimental data, the diffusive one-dimensional model for rectangular geometry proved to be the most adequate. The results also showed that the extracted essential oil, as well as the evaluated solid and liquid residues, have biotechnological potential to be explored. / Devido ?s frequentes atividades biol?gica, antimicrobiana e antioxidante, os ?leos essenciais despertam interesse em diversas ind?strias, tais como aliment?cia, farmac?utica, cosm?tica, de perfumaria, higiene e limpeza, como tamb?m na fabrica??o de tintas e no controle biol?gico de pragas agr?colas. Com o crescimento do mercado surgem debates sobre alternativas de desenvolvimento econ?mico, social e que, ao mesmo tempo, preservem a natureza de modo a manter os recursos naturais dispon?veis para as pr?ximas gera??es. Com o objetivo de ampliar estudos que apresentem discuss?es sobre o tema preserva??o ambiental, realizou-se uma pesquisa te?rica e pr?tica em rela??o ao processo de extra??o do ?leo essencial da planta arom?tica Pentacalia desiderabilis (Velloso) Cuatrec., atrav?s da obten??o e caracteriza??o do produto aliado a propostas para a destina??o dos res?duos gerados. Para tanto, a extra??o foi realizada com um equipamento em escala piloto de destila??o por arraste a vapor em tr?s diferentes condi??es de press?es. Ap?s o processo extrativo, s?o produzidos: o ?leo essencial e os res?duos l?quidos (extrato aquoso e hidrolato) e s?lidos (planta arom?tica remanescente). Tr?s modelos matem?ticos foram testados para simula??o do processo de extra??o. Avaliou-se a capacidade de atividade antioxidante e antimicrobiana do extrato aquoso e do ?leo, sendo que este ?ltimo tamb?m foi estudado em rela??o a sua composi??o qu?mica e seu aroma. Analisou-se a utiliza??o dos res?duos s?lidos como poss?veis biossorventes mediante ensaios de adsor??o com azul de metileno, cafe?na e cromo. De acordo com os dados experimentais, o modelo difusivo unidimensional para geometria retangular mostrou-se o mais adequado. Os resultados tamb?m apresentaram que o ?leo essencial, assim como os res?duos s?lidos e l?quidos avaliados, possuem potenciais biotecnol?gicos a serem explorados.

Submitted by Caroline Xavier (caroline.xavier@pucrs.br) on 2017-06-30T17:35:25Z No. of bitstreams: 1 DIS_CAMILA_PEREIRA_GRANDINI_COMPLETO.pdf: 928123 bytes, checksum: 31401f36512c1229c7213472576341c1 (MD5) / Made available in DSpace on 2017-06-30T17:35:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 DIS_CAMILA_PEREIRA_GRANDINI_COMPLETO.pdf: 928123 bytes, checksum: 31401f36512c1229c7213472576341c1 (MD5) Previous issue date: 2017-03-28 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico - CNPq / The growing concern of industries in finding natural inputs in place of synthetic ones in the production of bioactive products in the pharmaceutical, food and cosmetic areas motivated this research to the study of the biological activities of the volatile and non-volatile extracts of Pluchea sagittalis. This plant known as quitoco of spontaneous growth in nature is found in tropical regions having its origin in the South American continent. The goal of this study was to obtain volatile and nonvolatile extracts from the aerial parts of the quitoco and to evaluate the chemical composition and the biological activities of the extracts obtained. In order to obtain extracts from leaf and stem samples of P. sagittalis, without flowers and flower samples, two processes were used: Extraction by steam drag, to obtain volatile extracts, and supercritical extraction, to obtain non-volatile extracts. The chemical composition of the extracts obtained by steam drag was analyzed by gas chromatography coupled with mass spectrometer. The antimicrobial activity of leaf and stem essential oil was tested with the bacteria Staphylococcus aureus and Escherichia coli and also with the fungus Candida albicans, both tests were performed using the indirect bioautography technique where the oil showed growth inhibition for Staphylococcus aureus and for the fungus Candida albicans. Volatile extracts of leaves and stems and flowers obtained by steam extraction and supercritical fluid at 90 bar pressure were evaluated for their aromatic potential by means of sensorial (olfatometric) analysis, having as best evaluation the extract obtained by supercritical extraction of quitoco flowers. / A crescente preocupa??o de ind?strias em encontrarem insumos naturais em substitui??o aos sint?ticos na produ??o de produtos bioativos nas ?reas farmac?utica, aliment?cia e cosm?tica motivou esta pesquisa quanto ao estudo das atividades biol?gicas dos extratos vol?teis e n?o vol?teis da Pluchea sagittalis. Esta planta conhecida como quitoco, de crescimento espont?neo, ? encontrada em regi?es tropicais tendo sua origem no continente sul-americano. O objetivo deste estudo consistiu em obter extratos vol?teis e n?o vol?teis das partes a?reas do quitoco e avaliar a composi??o qu?mica e as atividades biol?gicas dos extratos obtidos. Para a obten??o dos extratos a partir de amostras das folhas e talos da P. sagittalis, sem as flores, e amostras de flores foram utilizados dois processos: extra??o por arraste a vapor, para a obten??o de extratos vol?teis, e extra??o supercr?tica, para a obten??o de extratos vol?teis e n?o vol?teis. A composi??o qu?mica dos extratos obtidos por arraste a vapor foi determinada atrav?s da an?lise por cromatografia gasosa acoplada com espectr?metro de massa. A atividade antimicrobiana do ?leo essencial das folhas e talos foi testada com as bact?rias Staphylococcus aureus e Escherichia coli e tamb?m com o fungo Candida albicans, ambos os testes foram realizados atrav?s da t?cnica bioautografia indireta, onde o ?leo essencial apresentou inibi??o do crescimento para Staphylococcus aureus e para o fungo Candida albicans. Os extratos vol?teis das folhas e talos e das flores, obtidos atrav?s da extra??o por arraste a vapor e com fluido supercr?tico a 90 bar de press?o, foram avaliados quanto ao seu potencial arom?tico por meio de an?lise sensorial (olfatom?trica), tendo o extrato vol?til das flores obtido por extra??o supercr?tica um grande potencial para o uso em perfumaria.

O tensoativo anfotérico cocoamidopropil betaína (CAPB) é largamente utilizado na indústria de cosméticos, e é considerado um insumo essencial para a formulação de sabonetes líquidos, shampoos e géis de limpeza facial. A síntese deste tensoativo se dá por meio da reação entre ácido graxo de coco e dimetilaminopropilamina (DMAPA) e, posterior reação com o ácido monocloroacético (AMCA). O excesso de DMAPA considerado impureza, precisa ser monitorado devido a sua irritabilidade no contato com a pele, olhos e mucosas podendo em alguns casos provocar dermatite. Atualmente, o método adotado pela empresa Clariant S/A utiliza para a determinação desta substância, cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC), entretanto, esta metodologia apresenta elevado tempo de análise e consumo de solventes, comprometendo a produtividade na indústria, por manter os reatores inoperantes na espera do resultado da análise. Existe uma demanda crescente na indústria de cosméticos para utilização de metodologias que abordem critérios de tempo e custo na determinação de impurezas, para assegurar a qualidade dos produtos finais. Assim, com o intuito de aumentar a eficiência no processo de produção, este trabalho tem como objetivo propor um método rápido e confiável por eletroforese capilar para determinar o teor de DMAPA durante a produção (controles de processo) e no produto final do tensoativo CAPB. Neste trabalho foram abordadas diversas técnicas de preparo de amostra e condições instrumentais, para se alcançar um limite de quantificação (LOQ) 10 mg kg-1 (especificação exigida pelo cliente no produto final). O DMAPA foi analisado como cátion, utilizando um eletrólito de corrida com imidazol e HIBA (ácido alpha hidroxibutírico), ambos com concentração de 0,01 mol L-1e pH acertado para 4,0 utilizando uma solução de HCl 1,0 mol L-1. Foi realizada inicialmente, uma tentativa de analisar o CAPB diluindo-o diretamente em água, porém, mesmo após tentativas de pré-concentração on-line como o Stacking (plug de água antes da injeção da amostra) e injeção de amostra no modo eletrocinético, os subprodutos presentes na amostra, interferiram, prejudicando a detectabilidade do método. Então, foi proposta uma alternativa de preparo de amostra por meio da destilação por arraste de vapor, que permitiu isolar o DMAPA de sua matriz, diminuindo o limite de detecção (LOD) e LOQ do método proposto. Posteriormente foi construída uma curva analítica processada (em CAPB) e o método proposto apresentou boa precisão (%CV < 5) e linearidade (R2=0,9955 faixa linear de 2,0 a 20 mg kg-1), com LOD e LOQ de 0,03 mg kg-1 e 0,1 mg kg-1, respectivamente. O método proposto nesta dissertação alcançou o objetivo desejado, uma vez que apresentou um LOQ para o DMAPA abaixo da especificação exigida pelos clientes no produto final, e significativamente mais rápido do que o método atualmente utilizado pela Clariant S/A. / The amphoteric surfactant cocoamidopropyl betaine (CAPB) is widely used in pharmaceuticals and cosmetics industries, and is considered an essential input for the formulation of liquid soaps, shampoos and facial cleansing gels. Its synthesis is based on the reaction between fatty acid and coconut dimethylaminopropylamine (DMAPA) and subsequent reaction with monocloroacetic acid (MCA). The excess of DMAPA, regarded as an impurity, needs to be monitored because of its skin, eyes and mucous membranes irritability and in some cases, it causes dermatitis. Currently, the method adopted by Clariant S/A Industry for the determination of this substance is based on high performance liquid chromatography (HPLC). However, this method has a high analysis time and solvent consumption, compromising the productivity because of the inactive reactors which cannot be operated without the results of DMAPA analysis. There is a growing demand in the cosmetics industry to use methodologies which use time and cost criteria for determination of impurities to ensure the end products quality. Thus, in order to increase efficiency in the production process, this paper aims to propose a fast and reliable method for capillary electrophoresis to determine the DMAPA content during production (process control) and in the end product (CAPB surfactant). In this study, we addressed several sample preparation techniques and instrumental conditions to achieve an LOQ (limit of quantification) 10 mg kg-1 (specification required by the customer in the final product). The DMAPA was analyzed as cation, using a running buffer with imidazole and HIBA (a-hydroxybutyric acid), both with concentration of 0.01 mol L-1, and pH adjusted to 4.0 using a solution of HCl 1.0 mol L-1. First, CAPB was diluted directly in water. However, even after online preconcentration as Stacking (water plug before sample injection) and sample injection using the electrokinetic mode, the by-products present in the sample interfered in the method detectability. Thus, it was proposed an alternative sample preparation by steam distillation, allowing the isolation of the DMAPA from its matrix, lowering the limit of detection (LOD) and LOQ. Subsequently a processed calibration curve was constructed (in CAPB) and the proposed had good precision (CV% <5) and linearity (R2 = 0.9955, linear range from 2.0 to 20 mg kg-1), with LOD and LOQ of 0.03 mg kg-1 and 0.1 mg kg-1, respectively. The developed method in this thesis has achieved its purpose, since it presented an LOQ for the DMAPA below the required specification by customers in the final product, and significantly faster than the method currently used by Clariant S/A.

O tensoativo anfotérico cocoamidopropil betaína (CAPB) é largamente utilizado na indústria de cosméticos, e é considerado um insumo essencial para a formulação de sabonetes líquidos, shampoos e géis de limpeza facial. A síntese deste tensoativo se dá por meio da reação entre ácido graxo de coco e dimetilaminopropilamina (DMAPA) e, posterior reação com o ácido monocloroacético (AMCA). O excesso de DMAPA considerado impureza, precisa ser monitorado devido a sua irritabilidade no contato com a pele, olhos e mucosas podendo em alguns casos provocar dermatite. Atualmente, o método adotado pela empresa Clariant S/A utiliza para a determinação desta substância, cromatografia líquida de alta eficiência (HPLC), entretanto, esta metodologia apresenta elevado tempo de análise e consumo de solventes, comprometendo a produtividade na indústria, por manter os reatores inoperantes na espera do resultado da análise. Existe uma demanda crescente na indústria de cosméticos para utilização de metodologias que abordem critérios de tempo e custo na determinação de impurezas, para assegurar a qualidade dos produtos finais. Assim, com o intuito de aumentar a eficiência no processo de produção, este trabalho tem como objetivo propor um método rápido e confiável por eletroforese capilar para determinar o teor de DMAPA durante a produção (controles de processo) e no produto final do tensoativo CAPB. Neste trabalho foram abordadas diversas técnicas de preparo de amostra e condições instrumentais, para se alcançar um limite de quantificação (LOQ) 10 mg kg-1 (especificação exigida pelo cliente no produto final). O DMAPA foi analisado como cátion, utilizando um eletrólito de corrida com imidazol e HIBA (ácido alpha hidroxibutírico), ambos com concentração de 0,01 mol L-1e pH acertado para 4,0 utilizando uma solução de HCl 1,0 mol L-1. Foi realizada inicialmente, uma tentativa de analisar o CAPB diluindo-o diretamente em água, porém, mesmo após tentativas de pré-concentração on-line como o Stacking (plug de água antes da injeção da amostra) e injeção de amostra no modo eletrocinético, os subprodutos presentes na amostra, interferiram, prejudicando a detectabilidade do método. Então, foi proposta uma alternativa de preparo de amostra por meio da destilação por arraste de vapor, que permitiu isolar o DMAPA de sua matriz, diminuindo o limite de detecção (LOD) e LOQ do método proposto. Posteriormente foi construída uma curva analítica processada (em CAPB) e o método proposto apresentou boa precisão (%CV < 5) e linearidade (R2=0,9955 faixa linear de 2,0 a 20 mg kg-1), com LOD e LOQ de 0,03 mg kg-1 e 0,1 mg kg-1, respectivamente. O método proposto nesta dissertação alcançou o objetivo desejado, uma vez que apresentou um LOQ para o DMAPA abaixo da especificação exigida pelos clientes no produto final, e significativamente mais rápido do que o método atualmente utilizado pela Clariant S/A. / The amphoteric surfactant cocoamidopropyl betaine (CAPB) is widely used in pharmaceuticals and cosmetics industries, and is considered an essential input for the formulation of liquid soaps, shampoos and facial cleansing gels. Its synthesis is based on the reaction between fatty acid and coconut dimethylaminopropylamine (DMAPA) and subsequent reaction with monocloroacetic acid (MCA). The excess of DMAPA, regarded as an impurity, needs to be monitored because of its skin, eyes and mucous membranes irritability and in some cases, it causes dermatitis. Currently, the method adopted by Clariant S/A Industry for the determination of this substance is based on high performance liquid chromatography (HPLC). However, this method has a high analysis time and solvent consumption, compromising the productivity because of the inactive reactors which cannot be operated without the results of DMAPA analysis. There is a growing demand in the cosmetics industry to use methodologies which use time and cost criteria for determination of impurities to ensure the end products quality. Thus, in order to increase efficiency in the production process, this paper aims to propose a fast and reliable method for capillary electrophoresis to determine the DMAPA content during production (process control) and in the end product (CAPB surfactant). In this study, we addressed several sample preparation techniques and instrumental conditions to achieve an LOQ (limit of quantification) 10 mg kg-1 (specification required by the customer in the final product). The DMAPA was analyzed as cation, using a running buffer with imidazole and HIBA (a-hydroxybutyric acid), both with concentration of 0.01 mol L-1, and pH adjusted to 4.0 using a solution of HCl 1.0 mol L-1. First, CAPB was diluted directly in water. However, even after online preconcentration as Stacking (water plug before sample injection) and sample injection using the electrokinetic mode, the by-products present in the sample interfered in the method detectability. Thus, it was proposed an alternative sample preparation by steam distillation, allowing the isolation of the DMAPA from its matrix, lowering the limit of detection (LOD) and LOQ. Subsequently a processed calibration curve was constructed (in CAPB) and the proposed had good precision (CV% <5) and linearity (R2 = 0.9955, linear range from 2.0 to 20 mg kg-1), with LOD and LOQ of 0.03 mg kg-1 and 0.1 mg kg-1, respectively. The developed method in this thesis has achieved its purpose, since it presented an LOQ for the DMAPA below the required specification by customers in the final product, and significantly faster than the method currently used by Clariant S/A.

Orientador: Maria Angela de Almeida Meireles / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-16T15:05:33Z (GMT). No. of bitstreams: 1 NavarroDiaz_HelmutJoel_M.pdf: 20602791 bytes, checksum: 810d1333271b6db64857c64c3c2a7904 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: O resumo poderá ser visualizado no texto completo da tese digital / Abstract: The abstract is available with the full electronic document / Mestrado / Mestre em Engenharia de Alimentos

Orientador: Maria Angela de Almeida Meireles / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-09T21:18:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Leal_PatriciaFranco_D.pdf: 2381293 bytes, checksum: 5131ad6a5dbd2eb071d1516e4f5d09fc (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Este estudo teve por objetivo comparar o custo de manufatura (COM) de extratos vegetais e óleos voláteis de plantas aromáticas, condimentares e medicinais nativas ou adaptáveis ao cultivo brasileiro obtidos por processos de extração considerados limpos e que não agridem o meio ambiente. Foi realizado o estudo técnico-econômico do processo de extração com fluido supercrítico (SFE) e destilação por arraste a vapor (SD) para obtenção de extratos vegetais e óleos voláteis. A metodologia de estimativa de custo de manufatura utilizada neste estudo resulta em COM classe 4 ou 5, sendo uma estimativa preliminar para a decisão de prosseguimento ou a interrupção do projeto. As estimativas dos custos de manufatura dos extratos foram realizadas através das curvas globais de extração (OEC) dos sistemas determinadas experimentalmente neste trabalho (alecrim + vapor, camomila + vapor, erva-doce + vapor, erva-baleeira + vapor, erva-baleeira + CO2, canelinha + CO2) e também através das OECs da literatura (alecrim + vapor, alecrim + CO2, erva-doce + vapor, erva-doce + CO2,, gengibre + CO2, camomila + CO2, pimenta-do-reino + vapor, pimenta-do-reino + CO2, funcho + CO2,). As curvas globais de extração foram ajustadas a um spline contendo duas ou 3 retas: a primeira reta descreve a taxa de transferência de massa no período de taxa de extração constante (CER), a segunda reta descreve a taxa de transferência de massa no período de taxa de extração decrescente (FER) e a terceira reta descreve a taxa de transferência de massa no período controlado pela difusão (DC). Para o scale-up assumiu-se que o rendimento de extração e o tempo do processo para o equipamento em escala industrial são linearmente correlacionados aos parâmetros da escala laboratorial quando é mantida constante a razão entre a massa de solvente e a massa de alimentação. Os COMs para os extratos obtidos por SD e SFE foram estimados durante todo o processo de extração para tempos pré-selecionados ao longo das OECs. Para os extratos obtidos por SFE, o COM também foi estimado para dois tempos de processo préselecionados: (i) o tempo de ciclo correspondente ao período CER e denotado por tCER e (ii) tempo de ciclo correspondente à intercepção das retas que representam os períodos CER e DC e denotado por tCER2. O parâmetro tCER é amplamente proposto pela literatura e como uma boa aproximação para o tempo de ciclo do processo SFE, tendo em vista que aproximadamente 70% do leito de extração é esgotado nesta etapa. Para as OECs ajustadas a um spline linear contendo três retas o tempo de ciclo foi selecionado como tCER2. Através do estudo de simulação da etapa de separação extrato/solvente realizado para os sistemas funcho + CO2 e canelinha + CO2 foi possível observar que a condição de operação desta etapa tem grande influência na composição do extrato final. A pressão de operação do tanque flash igual a 40 bar foi considerada uma boa alternativa, pois tanto a perda de CO2 na corrente de saída de extrato quanto a perda de extrato na corrente de saída de solvente foram mínimas. O estudo da etapa de separação é uma área promissora e ainda pouco explorada frente à etapa de extração. Foi avaliado o impacto do custo fixo de investimento, custo de matéria-prima, custo de utilidades, custo de mão-de-obra e custo de tratamento de resíduos sobre o COM. Este estudo foi importante, pois quebrou o paradigma de que o custo fixo de investimento seria o fator de maior impacto no COM dos extratos produzidos por SFE. O custo de matéria-prima predominou na composição do COM dos extratos da grande maioria das matrizes vegetais obtidas por SFE e SD. A SFE é um processo promissor e já existem inúmeras unidades industriais operando na China, França, Alemanha, etc. A estimativa preliminar dos custos de manufatura dos extratos de erva-baleeira, alecrim, camomila, erva-doce e pimenta-do-reino obtidos por SFE e SD foram: US$ 914,00/kg e US$ 10.350,00/kg, US$ 214,00/kg e US$ 369,00/kg, US$ 277,00/kg e US$ 2.798,00/kg, US$ 216,00/kg e US$ 272,00/kg, US$ 198,00/kg e US$ 232,00/kg, respectivamente. Estes custos foram comparados ao preço de venda de similares produzidos no Brasil e/ou exterior. A produtividade anual para cada processo foi confrontada / Abstract: This study had the objective to compare the cost of manufacturing (COM) of vegetable extracts and volatile oils of aromatic, condimental and medicinal plants, natives or adaptable to cultivation in Brazil, obtained by extraction processes that are clean and harmless to the environment. A technical-economical study on supercritical fluid extraction (SFE) and steam distillation (SD) for obtaining of vegetable extracts and volatile oils was done. The methodology to estimate the cost of manufacturing used on this study produces estimation classified as COM class 4 or 5, being a preliminary estimation used in the decision of go or not go of the project. The cost of manufacturing estimations were done using information from the overall extraction curves (OEC) experimentally determined in this study (rosemary + steam, chamomile + steam, anise + steam, C. verbenacea + steam, C. verbenacea + CO2, C. zehntneri + CO2) and information obtained from literature for OECs (rosemary + steam, rosemary + CO2, anise + steam, anise + CO2, ginger + CO2, chamomile + CO2, black pepper + steam, black pepper + CO2, fennel + CO2). The overall extraction curves were fitted to a spline containing two or three lines: the first line describes the mass transfer rate for the constant extraction rate period (CER), the second line describes the falling extraction rate period (FER), and the third line describes the diffusion controlled rate period (DC). The scale-up procedure assumed that both the global yield and the time of processing of the industrial scale are linearly correlated to laboratory scale ones as long as the ratio of the solvent mass to the raw material mass is kept constant. The COMs of the extracts obtained by SD and SFE were estimated from beginning to end of the process at specified time intervals along the OECs. For the SFE process the COM was also estimated for two preselected times of process: (i) a time of cycle corresponding to CER period and denoted as tCER, and (ii) a time of cycle corresponding to the intercept of the CER and DC lines denoted in this study as tCER2. The tCER parameter is widespread in literature as being a good estimative for the time of processing for the SFE since approximately 70% of extraction bed is exhausted along this period. For the OECs adjusted to a linear spline containing three lines the time of cycle was chosen as tCER2. The simulation of the separation extract/solvent done for fennel + CO2 and C. zehntneri + CO2 system, showed that the operation conditions of this stage have great influence on the final composition of the extract. The operation pressure of 40 bar in the flash tank was considered as a good choice, since a minimum loss of CO2 (in the extract exit stream) and the extract loss (in the CO2 exit stream) were estimated. The study of the separation stage is a promising area, and still little explored when compared to the extraction stage. The impact of the fixed cost of investment, raw material cost, utilities cost, operational-labor cost and waste treatment cost on the COM were evaluated. This study was important since it broke the paradigm that the fixed cost of investment would be the factor of major impact on the COM of the extracts produced by SFE. The raw material cost was predominant on the composition of the COM of the extracts from most vegetable matrices obtained by SFE and SD. SFE is a promising process, and there already are many industrial units operating in China, France, Germany, etc. The preliminary estimative of the manufacturing costs of the extracts of C. verbenacea, rosemary, chamomile, anise and black pepper obtained by SFE and SD were: US$ 914.00/kg and US$ 10,350.00/kg, US$ 214.00/kg and US$ 369.00/kg, US$ 277.00/kg and US$ 2,798.00/kg, US$ 216.00/kg and US$ 272.00/kg, US$ 198.00/kg and US$ 232.00/kg, respectively. These costs were compared to the selling prices of similar products produced in Brazil and/or abroad. The annual productivities of each process were confronted. / Doutorado / Engenharia de Alimentos / Doutor em Engenharia de Alimentos

Submitted by Marilene Donadel (marilene.donadel@unioeste.br) on 2017-10-25T23:42:57Z No. of bitstreams: 1 Daniela_C_O_Bueno_2016.pdf: 2802809 bytes, checksum: ff40fea77fdb8dbe45d71a56b942127c (MD5) / Made available in DSpace on 2017-10-25T23:42:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Daniela_C_O_Bueno_2016.pdf: 2802809 bytes, checksum: ff40fea77fdb8dbe45d71a56b942127c (MD5) Previous issue date: 2016-02-29 / The trees are part of our daily life: in urban areas, as shadow production elements, landscaping, water infiltration, reduced thermal sensation, attenuation of noise, breaking wind, oxygen release / absorption of pollutants and as micro habitats for wildlife; and in rural areas, some cultures such as pine are distinguished primarily as energy sources (wood) in the industrial sector. In all cases the common characteristic is the generation of waste is the pruning process and / or processing / production of wood processing. In most cases these residues are intended to landfills, discarding the potential use as raw material for the production of essential oils. On that basis, the aim of this study was to develop a technology for essential oil extraction using an alternative method based on the incremental innovation. Therefore, the methodology included six stages: 1) characterization of the raw material; 2) Technology prospecting; 3) alternative technology proposition; 4) Prototyping through design, construction and assembly components; 5) Operational tests in real operating condition; and 6) the requirements of novelty evaluation, inventive step, sufficiency descriptive and industrial application for intellectual property protection. The result of the work was a technological product, pilot-scale production of essential oil residues from tree pruning and firewood production endowed simultaneously generating steam and carbon dioxide. The resulting equipment introduced innovative features and was the object of protection with the National Institute of Industrial Property (INPI) under No. 2015 032186-0 BR 20 with the following attributes: possibility of operation of the modular systems either independently or together, possibility of continuous operation or in batch, using as extracting fluid vapor and / or carbon dioxide and versatility in size and enforcement capacity in various materials that have, in their composition, essential oils. The work also had as a development technology for use in saunas which was also object patent (Patent No. BR 20 2015 032185-1). The project in question is inserted in the area of technological innovation and in its early stages prioritized the development of technology and in the second phase should be complemented with the optimization of the operational part. Thus, it contributes to environmental technology for the recovery of waste from pruning and / or industrial wood processing. / As árvores fazem parte do nosso cotidiano: na área urbana, como elementos de produção de sombra, paisagismo, infiltração da água, redução da sensação térmica, atenuação da poluição sonora, quebra de ventos, liberação de oxigênio/absorção de poluentes e como micro hábitats para a fauna; e na área rural, algumas culturas como o pinus primam essencialmente como fontes energéticas (lenha) do setor industrial. Em todos os casos a característica comum é a geração de resíduos, seja do processo de poda e/ou do processamento/beneficiamento na produção de lenha. Na maioria dos casos esses resíduos são destinados aos aterros sanitários, descartando-se o potencial do aproveitamento, como matéria prima para a produção de óleos essenciais. Partindo deste pressuposto, o objetivo deste trabalho foi desenvolver uma tecnologia para extração de óleo essencial utilizando um método alternativo com base da inovação incremental. Para tanto, a metodologia contemplou seis etapas: 1) Caracterização da matéria prima; 2) Prospecção tecnológica; 3) Proposição de tecnologia alternativa; 4) Prototipagem por meio de projeto, construção e montagem de componentes; 5) Testes operacionais na condição real de operação; e 6) Avaliação dos requisitos de novidade, atividade inventiva, suficiência descritiva e aplicação industrial para proteção intelectual. O resultado do trabalho foi um produto tecnológico, em escala piloto, para produção de óleo essencial de resíduos da poda de árvores e da produção de lenha dotado de gerador simultâneo de vapor e gás carbônico. O equipamento resultante apresentou características inovadoras e foi objeto de proteção junto ao Instituto Nacional de Propriedade Industrial (INPI) sob o Nº BR 20 2015 032186-0 com os seguintes atributos: possibilidade de operação dos seus sistemas modulares de maneira independente ou em conjunto, possibilidade de operação de forma contínua ou em batelada, utilizando como fluído extrator o vapor e/ou gás carbônico e versatilidade no seu tamanho e capacidade de aplicação em diversos materiais que possuem, na sua composição, óleos essenciais. O trabalho teve também como desdobramento uma tecnologia para utilização em saunas o qual também foi objeto de patenteamento (Patente Nº BR 20 2015 032185-1). O projeto em questão se encontra inserido na área de inovação tecnológica e na sua fase inicial priorizou o desenvolvimento da tecnologia e na segunda fase deve ser complementado com a otimização da parte operacional. Desta forma, contribui-se com a tecnologia ambiental para o aproveitamento dos resíduos de podas e/ou do beneficiamento de lenha industrial.

Submitted by Cássio da Cruz Nogueira (cassionogueirakk@gmail.com) on 2017-02-03T12:08:07Z No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_AnaliseExperimentalProcesso.pdf: 4942704 bytes, checksum: c9d31f6649112a82efecedd6df791aba (MD5) / Approved for entry into archive by Edisangela Bastos (edisangela@ufpa.br) on 2017-02-07T16:38:04Z (GMT) No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_AnaliseExperimentalProcesso.pdf: 4942704 bytes, checksum: c9d31f6649112a82efecedd6df791aba (MD5) / Made available in DSpace on 2017-02-07T16:38:04Z (GMT). No. of bitstreams: 2 license_rdf: 0 bytes, checksum: d41d8cd98f00b204e9800998ecf8427e (MD5) Tese_AnaliseExperimentalProcesso.pdf: 4942704 bytes, checksum: c9d31f6649112a82efecedd6df791aba (MD5) Previous issue date: 2014-04-30 / FAPEAM - Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Amazonas / Analisa-se experimentalmente o processo de extração do óleo essencial de sementes e de partes aéreas de puxuri por arraste com vapor. O puxuri [Licaria puchury-major (Mart.) Kosterm., Lauraceae], é uma espécie florestal da Amazônia com grande potencial para a indústria de bio-produtos (fármacos, cosméticos, alimentos e praguicida natural) devido à presença de safrol no seu óleo essencial. Realiza-se neste trabalho um estudo anatômico e de caracterização física e química das partes da planta utilizadas para a extração do óleo. Estuda-se a cinética da secagem de sementes, ramos finos e folhas de puxuri e quantifica-se a influência da secagem convectiva em leito fixo nos teores de safrol e no conteúdo de umidade final. Por meio de experimentos estatisticamente planejados, identificam-se os níveis das variáveis de processo: teor de umidade, tempo de extração e granulometria das amostras de sementes de puxuri, que otimizam simulta-neamente as respostas: rendimento em óleo essencial e teor de safrol, seu componente majoritá-rio, dentro do domínio experimental adotado e confiança de 90% ( = 0,10), no processo de extração do óleo essencial por arraste com vapor. Analisa-se quimicamente o óleo essencial de puxuri por CG-MS e identifica-se a composição química em termos de seus constituintes majo-ritários. Utilizando-se o método de aproximação gravimétrica estático com soluções concentra-das, são obtidas isotermas de dessorção para sementes de puxuri em pó, a 15, 25 e 35ºC. Aos dados experimentais de equilíbrio higroscópico, ajusta-se muito bem o modelo de GAB, sendo estimados os calores de sorção líquidos e integrais, além dos teores de umidade de equilíbrio na monocamada e demais constantes da equação. Constata-se baixa toxicidade do óleo essencial de puxuri e que o resíduo sólido da extração pode ser utilizado como material saponificável para a produção de sabões transparentes a frio. / Analyse experimentally the extraction process of the essential oil of seeds and aerial parts of puxuri for drag with steam. The puxuri, [Licaria puchury-major (Mart.)] Kosterm., Lauraceae], is a species of the Amazon forest with great potential for the Bioproducts Industry (pharmaceu-ticals, cosmetics, food and natural pesticide) due to the presence of safrole in its essential oil. This work is an anatomical study and physical and chemical characterization of plant parts used for oil extraction. Studying the kinetics of drying of seeds, thin branches and leaves of puxuri and quantifies the influence of convective drying in fixed bed in safrole content and moisture content. Through statistically designed experiments, identify levels of process variables: mois-ture content, particle size and extraction time of samples of seed of puxuri, that optimize both answers the responses: in essential oil yield and content of safrole, its major component, within the experimental domain adopted and 90% confidence (α = 0.10) in the extraction process of the essential oil by steam drag. Chemically analyzed the essential oil of puxuri by GC-MS and iden-tifies the chemical composition in terms of their senior constituents. Using the gravimetric ap-proximation method static with concentrated solutions, desorption isotherms are obtained for puxuri seeds powder, in temperatures 15, 25 and 35ºC. The experimental data hygroscopic equi-librium, fits very well the GAB model, being estimated the heats of sorption liquid and inte-grals, in addition to the equilibrium moisture content in monolayer and other constants in the equation. Noted low toxicity of essential oil of puxuri and the solid residue of extraction can be used as material for the production of saponifiable transparent soaps to cold.