Submitted by Nathália Faria da Silva (nathaliafsilva.ufv@gmail.com) on 2017-08-25T16:01:06Z No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2391888 bytes, checksum: 22f9fbf5cacfb0e17fed7e7b44418a6b (MD5) / Made available in DSpace on 2017-08-25T16:01:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2391888 bytes, checksum: 22f9fbf5cacfb0e17fed7e7b44418a6b (MD5) Previous issue date: 2011-02-14 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Emulsões são dispersões de um fluido (fase dispersa) em outro (fase contínua) com a condição de que estes fluidos sejam imiscíveis entre si.Este tipo de dispersão e formado por gotas esféricas, termodinamicamente metaestáveis, e podem ser estabilizadas parcialmente pela adição de surfactantes. Estas dispersões apresentam uma grande gama de aplicações tecnológicas na indústria química, farmacêutica, de alimentos, etc. Podem ser produzidas de diversos meios, dentre os quais se destacam as técnicas de microfluídica, que utiliza diversos tipos dispositivos específicos para esta finalidade, que podem produzir de emulsões com baixa dispersão de tamanhos (% 3%) e com dimensões con- trolaveis por meio das vazões das fases. Este ganho de qualidade aumenta ainda mais a gama de aplicações tecnológicas destas dispersões. Um dos principais parâmetros que caracterizam uma emulsão de alta qualidade e o tamanho das gotas. Por isso, na primeira parte de nosso trabalho, procuramos prever como varia o diâmetro médio das gotas produzidas por um dispositivo de focagem de fluxo, generalizando a equação de Umbanhovvar et al, que prevê o diâmetro das gotas produzidas por um dispositivo de fluxo coaxial. Depois produzimos e caracterizamos o tamanho médio das gotas em emulsões de óleo em água em relação as vazões das fases, e comparamos com o modelo de Umbanhovvar. Assim verificamos que a equação de Umbanovvar apresenta-se válida para um dispositivo de focagem de fluxo. No entanto os métodos de microfluídica apre- sentam limitações, como a baixa escala de produção e o tamanho mínimo das gotas, que pode chegar a um no caso de dispositivos mais sofisticados, feitos com PDMS (polidimetilsiloxano). A limitação de tamanho mínimo decorre tanto de dificuldades técnicas pela interferência das paredes dos dispositivos quanto pela transição de regime, de gotejamento para jatos. Na segunda parte de nosso trabalho procuramos reduzir o tamanho das emulsões através do método de evaporação de cossolvente. Inicialmente produzimos emulsões de óleo e clorofórmio disperso em uma solução de água, glicerina e álcool polivinílico (PVA), onde a concentração de óleo na fase dispersa foi variada em ? amostras diferentes. Depois disso esperamos a evaporação do clorofórmio e, durante este processo fotografamos as emulsões em intervalos de tempo determinados, o que nos permitiu verificar a variação no tamanho e na distribuição de tamanhos das gotas no decorrer do tempo. Foi possível reduzir consideravelmente o tamanho das emulsões. Conseguimos reduções para 62,2% e 16,8% do tamanho inicial das emulsões, para as amostras onde as concentrações de óleo eram respectivamente 10%v/v e 0,00017%v/v. Para pequenas concentrações de óleo a redução de tamanho foi limitada pelas impurezas do cossolvente (clorofórmio). Além disso, as emulsões apresentaram, após a evaporação do cossolvente, uma distribuição de tamanhos próxima a distribuição anterior a aplicação do método, o que atesta a validade desta estratégia. / Emulsions are dispersions of one fluid (dispersed phase) into another (continuous phase) with the condition that these fluids are immiscible. This type of dispersion is formed by spherical drops, thermodynamically metastable, and can be partially stabili- zed by the addition of surfactants. These dispersions have a wide range of technological applications in chemical, pharmaceutical, food, etc.. They can be produced in different ways, among which we enphasize the techniques using microfluidics, which uses diffe- rent types of devices and that can produce emulsions with low size dispersion (83%) and whose dimensions can be controlled by changing the flow of the phases. This gain in quality further increases the range of technological applications of these dispersions. One of the main parameters that characterize an emulsion of high quality is the size of the drOps. Therefore, in the first part of our work, we try to predict the dependence of the mean diameter of the droplets produced in a flow focusing device, generalizing the equation of Umbanhowar et al, which gives the diameter of the droplets produced by a flow focusing device. Then we produced and characterized the droplets in emulsions of oil in water in relation to the flows of the phases, and compared with the model of Umbanhowar. We verified that the predicions of Umbanhowar are also applicable to flow focusing devices. However, the microfluidic methods have limitations, such as low production scale and the minimum size of the droplets, which can reach Sum for more sophisticated devices made with PDMS (polydimethylsiloxane). The minimum size limitation derives both from the technical difficulties due to the interference from the walls in the microchannels and to the transition of the flow regime from dripping to jet. In the second part of our work we tryed to reduce the size of the emulsion by the method of cossolvent evaporation. Initially we produced emulsions of oil and also of chloroform dispersed in a solution of water, glycerin and polyvinyl alcohol (PVA), where the concentration of oil in the dispersed phase varied in seven different samples. After that we evaporated the chloroform and photographed the emulsions in certain time intervals, which allowed us to determine the variations in size and size distribution of drops over time. It was possible to considerably reduce the size of the emulsions. We were able to decrease 622% and 168% of the initial size of the emulsions for samples Where concentrations of oil were respectively 10%V/ V and 0.00017%V/V. For small concentrations of oil the size reduction was limited by impurities presented in the cossolvent (chloroforrn). In addition, after the evaporation of the cossolvent, the size distribution did not change appreciably, Which proves the validity of this method.

Submitted by Marilene Donadel (marilene.donadel@unioeste.br) on 2018-04-27T00:49:59Z No. of bitstreams: 1 Katia_A_Santos_2018.pdf: 1940481 bytes, checksum: dd10357b3e5c25bdf7e64bb4148af513 (MD5) / Made available in DSpace on 2018-04-27T00:49:59Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Katia_A_Santos_2018.pdf: 1940481 bytes, checksum: dd10357b3e5c25bdf7e64bb4148af513 (MD5) Previous issue date: 2018-03-02 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Candeia (Eremanthus erythropappus) is a native species of the Brazilian Atlantic forest from which an essential oil with high concentration of sesquiterpene α-bisabolol is extracted. α-Bisabolol is an active principle of important application in the cosmetic and pharmaceutical industries due to its anti-inflammatory, antispasmodic, sedative, antiallergic, anti-irritant, cicatrizant and vermifugal properties. Steam distillation is the most common method used to obtain this oil, with requires long periods of time extraction besides the degradation of thermosensitive compounds. Within this context, the aim of this study was to evaluate the quality of the candeia wood oils obtained by non-conventional methods of extraction (supercritical technology by using carbon dioxide and cosolvents, pressurized liquid and ultrasound-assisted extraction), in terms of oil yield, bisabolol content and antioxidant activity. In addition, the oil re-extraction from the industrial residue was also evaluated. The extractions were carried out with CO2 at temperatures of 40, 55 and 70 oC and pressures of 160, 200 and 240 bar, with a solvent mass flow rate of 1.96 x 10−3 kg min−1 and 120 min of total extraction. The highest extraction yield obtained was 1.42 wt% for the candeia wood and 0.41 wt% for the residue, both at 70 oC and 240 bar, and this condition was selected to perform the extractions using cosolvents. Ethanol and ethyl acetate were added to supercritical CO2 at concentrations of 1, 3 and 5 % (v/v), obtaining up to 2.35 wt% of yield. The Soxhlet (360 min) and pressurized liquid (40, 55 and 70 oC; 100 bar and 20 min) extractions showed the affinity of the candeia compounds for polar solvents and the positive effect of the temperature on the yield, which varied from 0.53 to 7.23 wt%. A Box-Benhken design was employed to evaluate the effect of the variables temperature (40, 50 and 60 oC), n-hexane volume to wood mass (10, 15 and 20 mL g-1) and nominal power (150, 300 and 450 W) on the yield of ultrasound-assisted extractions, obtaining in 7 minutes of extraction, up to 83% of the yield obtained in the conventional technique in Soxhlet (1.57 wt%), with a solvent volume 2.5 times smaller. The major compounds identified in the candeia oil were the sesquiterpenes α-bisabolol, eremanthin and costunolide, and the α-bisabolol content in the oil is favored by the lowest CO2 density, with 74.45 % being obtained for the candeia wood and 50.62 % for the residue, in both cases in oil extracted at 70 oC and 160 bar. The addition of ethanol and ethyl acetate cosolvents to CO2 increased the α-bisabolol yield by 41 %. Also, the cosolvents increased the amount of total phenolic content in the oil, and consequently, its antioxidant capacity. The oil fractionation by column chromatography was efficient for α-bisabolol isolation. However, unlike the candeia wood oil, this compound was not effective in inhibiting the Staphylococcus aureus growth. In relation to the supercritical extractions, the Sovová mathematical model presented a good adjustment to the experimental data for all the conditions used. / A candeia (Eremanthus erythropappus) é uma árvore nativa da Mata Atlântica da qual se extrai um óleo essencial com elevada concentração do sesquiterpeno α-bisabolol, princípio ativo de grande aplicação nas indústrias de cosméticos e farmacêutica devido às suas propriedades anti-inflamatória, antiespasmódica, sedativa, antialérgica, anti-irritante, cicatrizante e vermífuga. A obtenção deste óleo em escala industrial é realizada pelo processo de destilação por arraste a vapor, com elevado tempo de extração, além da degradação de compostos termossensíveis. Neste contexto, o presente trabalho tem como objetivo avaliar a qualidade dos óleos da madeira de candeia, obtidos por métodos não convencionais de extração (tecnologia supercrítica com dióxido de carbono e cossolventes, líquidos pressurizados e solvente assistido por ultrassom), em termos de rendimento, teor de α-bisabolol e atividade antioxidante. Ainda, avaliar a re-extração do óleo do resíduo industrial. As extrações foram realizadas com CO2 nas temperaturas de 40, 55 e 70 oC e pressões de 160, 200 e 240 bar, com vazão mássica de solvente de 1,96 x 10-3 kg min-1 e tempo total de 120 minutos. O maior rendimento obtido para o óleo da candeia nas extrações supercríticas foi de 1,42 % e de 0,41 % para o resíduo, ambos em 70 oC e 240 bar, condição selecionada para os experimentos com cossolventes. Os solventes etanol e acetato de etila foram utilizados nas concentrações de 1, 3 e 5 % (v/v) junto ao CO2, proporcionando rendimentos de até 2,35 %. As extrações Soxhlet (360 min) e com líquidos pressurizados (40, 55 e 70 oC; 100 bar e 20 min) evidenciaram a afinidade dos compostos por solventes polares e o efeito positivo da temperatura sobre o rendimento, de 0,53 a 7,23 %. Um planejamento Box-Behnken foi empregado para avaliar efeitos da temperatura (40, 50 e 60 oC), razão volume de n-hexano/massa de madeira (10, 15 e 20 mL g-1) e potência ultrassônica nominal do equipamento (150, 300 e 450 W) sobre rendimento em óleo, obtendo-se, em 7 minutos de extração, até 83 % do rendimento obtido na técnica convencional em Soxhlet (1,57 %), com volume de solvente 2,5 vezes menor. Os compostos majoritários identificados no óleo da candeia foram os sesquiterpenos α-bisabolol, eremantina e costunolida, e o conteúdo do α-bisabolol no óleo foi favorecido pela menor densidade do CO2 supercrítico, sendo de até 74,5 % para a madeira de candeia e 50,6 % para o resíduo, ambos extraídos na condição de 70 oC e 160 bar. A adição dos cossolventes etanol e acetato de etila ao CO2 elevou o rendimento de α-bisabolol em até 41 %. Também aumentaram a quantidade de fenólicos totais no óleo e, consequentemente, sua capacidade antioxidante. O fracionamento do óleo por cromatografia em coluna foi eficiente para o isolamento do α-bisabolol. No entanto, diferentemente do óleo da madeira de candeia, este composto não foi efetivo na inibição do crescimento de Staphylococcus aureus. Em relação às cinéticas das extrações supercríticas, o modelo matemático de Sovová se ajustou aos dados experimentais em todas as condições utilizadas.