Orientador : Maria Angela de Almeida Meireles / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-31T15:55:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Muller_CarmenMariaOlivera_M.pdf: 18535663 bytes, checksum: 6d7682b3a94afe7d68535e0fb5c9d2f3 (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: A extração com dióxido de carbono liquido tem-se tornado um processo de separação atrativo para a extração de óleos essenciais, devido às características que os fluidos, perto da região crítica apresentam, tornando elevadas as taxas de transferência de massa a temperaturas moderadas. Neste trabalho foi determinado o coeficiente de difusão de massa efetivo para o sistema capimlimão imbopogoncitratusStraupf)/dióxido de carbono. As medidas foram realizadas numa unidade de extração supercrítica que permitiu a montagem de um leito formado por partículas sólidas de mesh -24/+48. A densidade aparente do leito foi mantida constante, o sólido compactado foi tratado como um sólido homogeneo. O coeficiente de difusão de massa efetivo foi determinado para a isobárica de 180 bar nas temperaturas 15,20,25,30 e 35°C. A quantidade média da massa difundida em função do tempo foi ajustada a equação de balanço de massa para a fase fluida para leito fixo em estado estacionário. Testaram-se dois modelos encontrados na literatura: i) sólido semi-infinito (Fo < 0,05) e ii) sólido finito (Fo>0,05) ambos para coeficiente de difusão de massa efetivo constante; obtendo-se o melhor resultado para o modelo do sólido semi-infmito (Fo<0,05), obtendo-se valores do coeficiente de difusão efetivo na faixa de 1,83 a 2,46.10-9m2/s. Observou-se que o coeficiente de difusão de massa efetivo variou com a temperatura de extração obtendo-se os valores maiores a 15°C. A determinação da composição dos extratos foi feita através de cromatografia gasosa utilizando detetor de ionização em chama (CG-DIC) e a identificação dos compostos por cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas (CG-E1'v1).Foram identificados 13 componentes que constiuem 95% do total sendo os principais: citral (neral + geranial), geraniol, undecanona, linalol, acetato de butila, 2-tridecanona. / Abstract: The exttaction with liquid carbon dioxide has become an atttactive process for the exttaction of essential oils, mainly due to the specific characteristics of the fluids near the critical region, that is high mass ttansfer rates higher at moderate temperature. In this work the effective mass-diffusion coefficient was determined for a system lemongrass (Cimbopogon citratusSttaupf)/ carbon dioxide. Measurements were accomplished in a supercritical exttaction unit which al1ow the setting of a bed formed by solid particles (mesh -24/+48). The bed apparent density was kept constant, the compacted solid was tteated as an homogeneous solid. The effective mass-diffusion coefficient was determined for the 180 bar isobaric for temperatures of 15, 20, 25, 30 e 35°C. The mean amount of mass ttansferred by diffusion as function of time was adjusted to the the steady state fluid phase mass balance equation. Two models found in the literature were tested: i) semiinfinite solid (Fo < 0.05) and ü) fmite-solid (Fo>0.05), both for constant effective mass-diffusion coefficient. The best result was obtained with the semi-infinite solid model. Values of the effective mass-diffusion coefficient ranged from 1.83 to 2.46.1O-9m2/ s. It was observed that effective mass-diffusion coefficient changed with temperature, higher values were obtained at 15°C. The determination of exttact composition was done by gas chromatography using flame ionization detector (GC-FID) and the identification of the substances by gas chromatographcoupled to a mass specttometer (GC-MS). Thirteen compounds were identified which constitute 95% of total, major ones were: cittal (neral + geranial), geraniol, undecanone, linalool, butylacetate, 2-thridecanone / Mestrado / Mestre em Engenharia de Alimentos

Orientador: Maria Regina Wolf Maciel / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-20T15:18:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 JaimesPrada_Ronald_M.pdf: 4744377 bytes, checksum: e62c58bbf1063a20c489d6854b7683c9 (MD5) Previous issue date: 2012 / Resumo: Nas últimas décadas, a intensificação de processos tem atraído a atenção da academia e da indústria. A Rotating Packed Bed (RPB) foi desenvolvida no contexto de intensificação de processos e tem sido amplamente usada em destilação, absorção, dessorção, dessulfuração, oxidação, cristalização, precipitação, polimerização e síntese de nanomateriais. Em uma coluna de destilação convencional, o fluxo de líquido está sob a influência da gravidade, como resultado, grandes colunas são requeridas para atingir altos níveis de separação. Para superar esta limitação, uma coluna de destilação com recheio rotativo (HIGEE High-gravity contactor) foi desenvolvida por Ramshaw e Mallison (1981) para realizar separações gás - líquido, a qual pode induzir forças centrífugas até 1000 vezes a força da gravidade. O incremento da força de contato entre as fases gera altos graus dos coeficientes volumétricos de transferência de massa e elevados limites de inundação (Ramshaw, 1983), permitindo uma redução de tamanho do equipamento comparado com o tamanho requerido para obter uma transferência de massa equivalente em colunas convencionais. Uma coluna HIGEE pode operar a altas vazões de gás ou líquido, devido à sua elevada capacidade de inundação. Além disso, este equipamento permite usar recheios com maior área superficial específica (2000-2500 m²/m³) e altas porosidades (0,90-0,95). Adicionalmente, utilizando colunas HIGEE podem ser obtidas grandes forças propulsoras do fluxo de líquido e diminuição nos tempos de residência devido à alta velocidade rotacional, o que permite que este equipamento opere com fluidos altamente viscosos, materiais sensíveis ao calor, e nanopartículas inorgânicas. A eficiência de transferência de massa aplicada a processos de destilação através de equipamentos com recheio rotativo tem sido estudada por poucos autores usando diferentes sistemas. Assim, o principal objetivo deste trabalho é simular uma coluna de destilação de alta eficiência (coluna HIGEE) no simulador comercial Aspen Plus V7.2, com o intuito de predizer o comportamento de separação do sistema etanol - água e compará-lo com o comportamento alcançado em uma coluna convencional. Para simular este equipamento no software comercial, foi preciso introduzir uma sub-rotina em Fortran que modificasse o modelo de transferência de massa de uma unidade existente. Estudou-se a eficiência de transferência de massa de uma RPB para diferentes condições de operação. Os resultados mostraram o potencial da coluna HIGEE como um processo intensificado que permite a redução considerável na altura e volume, comparado com uma coluna convencional com recheio, manifestando-se como uma alternativa promissória para o processo de destilação contínua / Abstract: In the last decades, the intensification of processes has attracted the attention of both academia and industry. A Rotating Packed Bed (RPB) was developed in the context of process intensification and it has been widely used in distillation, absorption, desorption, desulfurization, oxidation, crystallization, precipitation, polymerization, and nanomaterials synthesis. In a conventional distillation column, the liquid flows under the influence of the gravity. As a result, large columns are commonly required to achieve high levels of separation. To overcome this limitation, a rotating packed bed distillation column (HIGEE High-gravity contactor) was developed by Ramshaw and Mallinson (1981) for gas-liquid separations, which can induce centrifugal forces over 1000 times that of the earth's gravity. Increasing the driving force of contact between the phases allows greater degrees of volumetric coefficient of mass transfer and high flooding limits (Ramshaw, 1983) allowing a reduction of the size of the equipment in comparison with the size needed to obtain an equivalent mass transfer in a conventional column. A HIGEE column could be operated at a higher gas or liquid flow rate, due to very high flooding capacity. Moreover, it has been showed that this equipment allows the use of packings with a larger specific area (2000-2500 m²/m³) and higher void fraction (0.90- 0.95). In addition, larger driving force of liquid flow and reduced liquid residence time can be obtained in a HIGEE column due to the high rotational speed, which enables to operate equipment with very viscous fluids, heat sensitive materials, and inorganic nanoparticles. The mass transfer efficiency of a rotating packed bed contactor applied to distillation has been studied by few authors using different systems. Therefore, the main objective of this work is to simulate a distillation column of high efficiency (HIGEE Column) in the commercial simulator Aspen Plus V7.2, in order to predict the separation behaviour of the ethanol-water system and to compare this with conventional ones. In order to simulate this equipment in the commercial software, it was introduced a subroutine Fortran to account for the modification on the mass-transfer model of an existing unit. Mass transfer efficiency of RPB under different operating conditions was investigated. The results showed the potential of HIGEE column as an intensified process allowing a considerable reduction in height and volume in comparison with a conventional packed column, showing a promissory alternative for continuous distillation process / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Maria Angela de Almeida Meireles / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-01T08:31:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Martinez_Julian_M.pdf: 24645837 bytes, checksum: d6debaae9f18138f643607735bee2550 (MD5) Previous issue date: 2002 / Resumo: A extração de óleos voláteis com fluido supercrítico é uma tecnologia emergente nas últimas décadas, como alternativa à extração com métodos convencionais, como a destilação por arraste a vapor e a extração com solventes orgânicos. Embora grande parte dos óleos seja obtida por arraste a vapor, este processo apresenta algumas desvantagens, tais como baixos rendimentos, possível degradação térmica do produto, e dificuldade em se obter óleos ricos em compostos menos voláteis. A extração com solvente orgânico, por sua vez, está sofrendo crescentes restrições devido a possíveis contaminações ambientais e à presença de uma fração residual de solvente no produto. A tecnologia supercrítica, utilizando CO2 como solvente, é reconhecida como limpa, e apresenta outras vantagens, tais como seletividade no processo de extração através da seleção da temperatura e pressão de operação, facilidade de separação do extrato do solvente, praticamente não deixando resíduos no produto. Apesar dessas vantagens, este processo apresenta um alto custo de investimento, o que restringe seu uso para produtos de altos valores agregados ou processos em alta escala. A ampliação do espectro de aplicação da extração supercritica está relacionada à otimização das condições operacionais, que devem resultar em uma minimização do custo do processo, e, conseqüentemente, viabilizar o mesmo economicamente. A utilização de modelos matemáticos que representem a curva de extração é um meio que permite estimar a influência de parâmetros de processo sobre a eficiência da extração. Existem diversos modelos disponíveis na literatura que são utilizados para ajustar as curvas de extração experimentais. ... Observação: O resumo, na íntegra, poderá ser visualizado no texto completo da tese digital. / Abstract: Extraction of volatile oils with supercritical fluids has been an emergent technology in the last decades, as an altemative to extraction using conventional methods, like steam distillation and extraction with organic solvents. Although several oils can be obtained by steam distillation, this process has some disadvantages, such as low yields, possible thermal degradation of products and difficulty to obtain less volatile compounds. Extraction with organic solvents has been suffering restrictions due to possible environmental contaminations and presence of a residual ffaction of the solvent in the product. Supercritical technology, using carbon dioxide as solvent, is recognized as a cIean technology, and has other advantages, such as selectivity in the extraction process through the choice of the operating temperature and pressure and facility of separation of the extract fiom the solvent, leaving almost no residues in the product. Besides these advantages, this process still has a high cost of investment, which restricts its use to products with a high aggregate value or processes in high scale. The enlargement of the spectra of application of supercritical extraction depends of the optimization of the operational conditions that should result in a minimization of the manufacturing costs, tuming it economically viable. The application of mathematical models to represent extraction curves is a mean that allows estimating the influence of process parameters on the efficiency of the extraction. There are many models in the literature that are used to adjust experimental extraction curves. Most of these models consider the volatile oil as a single pseudo-compound, independently of its chemical composition. In this work several models of the literature are studied, such as: an empirical model based on chemical reaction kinetics; the Tan and Liou desorption model the diffusional model of Crank; the Sovová model, that divides the process in mostly convective and diffusional periods; the Goto et aI. model, that considers the particles of the solid as being porous.... Note: The complete abstract is available with the full electronic digital thesis or dissertations. / Mestrado / Mestre em Engenharia de Alimentos

Orientador: Antonio Jose de Almeida Meirelles / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-03T20:53:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rodrigues_ChristianneElisabetedaCosta_D.pdf: 3767410 bytes, checksum: e8a09b3f4bc3b7dd2c7291b0ab0f134e (MD5) Previous issue date: 2004 / Doutorado

Orientador: Maria Angela de Almeida Meireles / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-07-24T11:23:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 ZapataNorena_CacianoPelayo_D.pdf: 4445692 bytes, checksum: 25a89b004364e84a71beeaeb4bb5d15d (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: O coeficiente de difusão efetivo do óleo essencial de cravo-da-índia, em CO2 líquido subcótico, foi determinado, experimentalmente, a 64,7 e 69,7 bar e temperaturas entre 10 e 20°C. Os extratos obtidos foram caracterizados por GC-EM. O equipamento experimental foi um extrator de leito fixo. O cravo-da-índia moído (mesh 32 + 65) foi compactado para formar o leito fixo. Com a ajuda de uma bagueta de vidro (1 cm de diâmetro), o material sólido foi manualmente compactado dentro de uma matriz cilíndrica oca, feita de seringas hipodérmicas descartáveis, sendo que, para manter a forma do cilindro compactado, utilizou-se uma malha tubular, para fins cirúrgicos, de algodão. Foram obtidos sólidos, de densidade uniforme, na forma de cilíndrica com 2,17 cm de diâmetro e comprimento na faixa de 6,2 e 7,2 cm. Cada experimento precisou de 9 cilindros, que foram pesados em uma balança analítica e colocados dentro do extrator (de 60,5 cm de comprimento e 2,17 cm de diâmetro). Cada cilindro foi considerado como um sólido O coeficiente de difusão efetivo foi avaliado pelo ajuste do perfil de concentração à equação de transferência de massa em estado não-estacionário, com difusão em uma direção, em um meio semi-infinito. Também foram considerados os seguintes casos: o coeficiente de difusão constante e o coeficiente de difusão dependente da concentração, onde duas funções foram consideradas: Def = Do exp(k1X) Def =Do(1+kX)k2. O método numérico de diferenças finitas foi usado para resolver a equação de transferência de massa. O método implícito de solução foi usado pelo modelo que considera a difusividade independente da concentração, enquanto o método explícito foi usado para os modelos que consideram que o coeficiente de difusão e a concentração estão relacionados. Incrementos de tempo de 5 segundos com 60 pontos de colocação foram usados nos três modelos propostos. Esses valores utilizados foram usados para evitar oscilações numéricas no caso do método explicito, conseguindo-se ?f0 Mo menores que 10-5. Considerando o erro relativo médio e a análise de resíduos, encontrou-se que o modelo potencial foi o melhor dos modelos estudados para predizer os valores de difusividade. Os erros relativos médios, para todas as condições de pressão e temperatura, foram menores que 3,5 %. Os valores preditos de Do estão na faixa de 3,25.10-10 e 5,25.10-10 m2/s e, à temperatura constante, não são afetados pela pressão. Os números de Fourier encontrados foram menores que 0,003, valores que indicam que o sistema desenvolvido comportou-se como um meio semi-infinito. Os principais constituintes do óleo de cravo-da-índia obtidos pela extração com CO2 foram: eugenol, ß-cariofileno, a-humuleno e acetato de eugenila / Abstract: The effective mass diffusion coefficient of clove essential oil in sub critical liquid CO2 was experimentally determined at 64.7 and 69.7 bar and temperatures of from 10 to 20°C. The extracts were characterized by GC-MS. The experimental apparatus was a fixed bed extractor. Compact powdered cloves (mesh -32 +65) formed the fixed bed. Solid material was manually compacted with the aid of a glass rod (1 cm of diameter) into a surgical tubular cloth, which was placed into a hollow cylindrical matrix made of disposable hypodermic syringes. Solids with a cylindrical shape of approximately 2.17 cm diameter and range of 6.2 and 7.2 cm length and a uniform density were obtained. Each experiment required 9 cylinders that were weighed in an analytic balance and placed inside the extractor (with length of 60.5 cm and diameter of 2.17 cm). Each cylinder was considered as one solid element. The effective mass diffusion coefficient was evaluated by fitting the experimental concentration profile to the unsteady state mass balance equation for unidirectional diffusion in semi-infinite solid medium. The following cases were considered constant diffusion coefficient and concentration dependent diffusion coefficient, where two functions were considered: Def = Do exp(k1X) Def =Do(1+kX)k2 .The finite differences numerical method was used to solve the mass transfer equation. The implicit solution method was used for the model when the diffusivity was considered independent of the concentration, whereas the explicit method was used for those models where diffusion and concentration were related by exponential and potential functions. The steps of time were 5 seconds with 60 nodal points were used for the three proposed methods. These values were used to avoid numerical oscillations in the explicit method achieving ?f0 smaller than 10-5. Considering the average relative errors and residue analysis, it was found that the potential method was the best among the models studied to predict diffusivity values. The average relative errors for all pressure and temperatures conditions were smaller than 3.5%. Predicted values for Do were in the range of 3.25.10-10 and 5.25.10-10 m2/s, and at constant temperature they were not affected by pressure. Fourier numbers were smaller than 0.003, which indicate, that the developed system behaved as a semi-infinite medium. The main constituents of clove essential oil obtained by CO2 extractions were eugenol, ß-caryophilene, a-humulene and eugenol acetate / Doutorado / Doutor 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 2018-07-24T19:06:04Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CardozoFilho_Lucio_D.pdf: 4177832 bytes, checksum: 4a16cfc488bc865b116d630f75316ab3 (MD5) Previous issue date: 1999 / Resumo: Este trabalho apresenta metodologias complementares e auxiliares para modelagem na extração supercrítica de óleos essenciais. A primeira metodologia consiste em um procedimento matemático para a obtenção dos coeficientes de fugacidade, a partir de uma equação de estado, os quais são necessários na modelagem termodinâmica da extração supercrítica. Neste procedimento permite-se a utilização de qualquer tipo de regra de mistura para determinação dos parâmetros de interação da equação de estado. A segunda metodologia trata-se de um procedimento para o cálculo do equilíbrio líquido-vapor a altas pressões. O equilíbrio líquido-vapor é calculado a partir de um sistema de equações envolvendo equações de balanços de massa, critérios de equilíbrio termodinâmico e restrições estequiométricas. Este procedimento permite calcular os problemas básicos de equilíbrio líquido-vapor tais como: ponto de bolha, ponto de orvalho e flash. Utilizou-se este procedimento cálculo da solubilidade de um óleo para o essencial em dióxido de carbono. A terceira consiste estimação dos parâmetros de interação binária das equações na metodologia desenvolvida de estado a partir de dados experimentais de equilíbrio líquido-vapor da literatura. Foi empregado o método de máxima verossimilhança juntamente com a segunda metodologia proposta parâmetros de interação binária das equações de estado usadas no cálculo equilíbrio líquido-vapor a altas pressões. Finalmente, foi desenvolvido um procedimento de avaliação econômica rápida para plantas industriais de extração supercrítica para produtos naturais. Esta avaliação econômica está centrada principalmente no custo energético. A quarta metodologia permite o cálculo da cinética de extração supercrítica baseado no modelo de leito fixo com difusão em sólido homogêneo. o modelo proposto deve ser aplicado para as seguintes condições: sistemas isotérmicos, sistemas monocomponentes, escoamento unidimensional, sem dispersão axial e isoterma de sorção linear. O exemplo selecionado para a aplicação das metodologias desenvolvidas foi a desterpenação do óleo essencial de laranja, de grande interesse industrial. Foram utilizadas as equações de estado de Peng-Robinson e de Soave-Redlich-Kwong. / Abstract: This work presents complementary and auxiliary methodologies for modeling supercritical extraction of essential oils. The first methodology consists of a mathematical procedure to obtain the fugacity coefficients, from any equation of state. These coefficients are necessary for thermodynamic modeling of the supercritical extraction. This procedure allows to use any type of mixing rule for determination of the interaction parameters of the equation of state. The second methodology deals with the procedure to calculate the vapour-liquid equilibrium at high pressures. The vapour-liquid equilibrium is calculated from a system of equations involving the mass balance, thermodynamic equilibria relationship and stoichiometric restrictions. This procedure allows to calculate the basic problems of liquid-vapour equilibrium, such as: bubble point, dew point and flash. The solubility of an essential oil in carbon dioxide was predicted using this procedure. The third methodology was developed in order estimate binary interaction parameters of the thermodynamic equations state from literature liquid-vapour equilibrium Maximum Likelihood experimental data. The Generalized method was used together with the methodology to calculate binary interaction parameters for the liquid-vapour equilibrium at high pressures. The fourth methodology allows the study of the kinetics of supercritical extraction based on a fixed bed model with the diffusion in homogeneous solid. The adopted model can be used for the systems which are: isotherm, one dimensional, without axial dispersion and have a linear sorption isotherm. Finally, a procedure was developed for a fast economic evaluation of industrial plants of supercritical extraction of natural products. This economic evaluation takes into account the energy cost. The example selected for the application of the developed methodologies was the desterpenation of orange essential oil, which is a oil of great industrial interest. Peng-Robinson and Soave-Redlich-Kwong were the used equations of state. / Doutorado / Doutor em Engenharia de Alimentos

Orientadores: Antonio Celso Fonseca de Arruda e Waldyr Parolari Novello / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Mecanica / Made available in DSpace on 2018-08-04T02:53:24Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Schmutzler_LuisMelchertFaber_D.pdf: 18427607 bytes, checksum: a256aa1b714dbaf8eeb63daf6be84dd1 (MD5) Previous issue date: 2004 / Resumo: Oxigenadores de sangue tipo de membrana são construídos para trocarem gases de respiração através de uma área de contato, a sua chamada área de troca. Devido a características do processo de fabricação, esta área pode softer variações. Neste trabalho procurou-se desenvolver métodos de avaliação da variação desta área, por meio da medição da transferência de massa e da perda de carga. A técnica utilizando transferência de massa gerou dois métodos de avaliação, um utilizando como fase líquida a água destilada e o outro, uma emulsão de perfluorcarbono. No intuito de assegurar a funcionalidade da emulsão disponível e assim a precisão do trabalho, foi desenvolvido um método de validação para se avaliar a capacidade de dissolver Oxigênio da mesma. O outro método para avaliação da área de troca é baseado naperda de carga, sofrida por um fluxo de gás ao percorrer o circuito de membranas do oxigenador sob teste. Todos os métodos apresentaram resultados suficientemente satisfatórios, permitindo estabelecer diferenças de desempenho entre as unidades testadas e a validação da área de troca, por comparação com um padrão sendo que, os métodos de transferência de massa com água e o da perda de carga com gás são métodos não destrutivos. Os resultados obtidos utilizando-se o método com gás forneceram uma melhor resolução / Abstract: Membrane blood oxygenators are built to exchange perspiration gases thru an exchange area, but due to the fabrication process characteristics, this exchange area may vary. In this work, exchange area evaluation methods were developed using mass transfer and head loss techniques. The mass transfer technique generated two methods, one using distilled water and other using perfluorocarbon emulsion. Envisaging assurance on the functionality of the perfluorocarbon emulsion and by the way, the quality of the work, a method for evaluating the Oxygen solving capability was also developed. The other area evaluation method is based on a gas flow head loss while passing thru the membrane inside of the under testing device. Ali methods presented satisfactory results, allowing establishing performance differences among tested units and the area validation by comparing to a standard device. The mass transfer water based and the gas flow head loss are non destructive methods. The results provided by the gas flow head loss method achieved a better level of resolution / Doutorado / Materiais e Processos de Fabricação / Doutor em Engenharia Mecânica

Orientador: Vânia Regina Nicoletti / Coorientador: Marília Gonçalves Cattelan / Banca: Izabela Dutra Alvim / Banca: Maria Aparecida Mauro / Resumo: O óleo essencial de orégano é conhecido por suas propriedades antimicrobianas, porém trata-se de uma mistura de compostos voláteis sensíveis à luz, ao oxigênio e à temperatura e que podem ser facilmente degradados. A encapsulação permite a sua proteção, estendendo sua vida útil e promovendo sua liberação controlada. O objetivo deste trabalho foi estudar a influência do método de encapsulação e material de parede e, consequentemente da morfologia das partículas, na cinética de liberação do óleo essencial de orégano em um meio líquido com condições análogas à uma solução de marinação, bem como avaliar se os processos de recobrimento por interação eletrostática com concentrado proteico de soro de leite e liofilização influenciam na liberação do composto ativo. As partículas produzidas por gelificação iônica apresentaram capacidades de carga e retenção entre 64,19 e 78,64 % e 57,58 e 73,26 %, respectivamente, enquanto as partículas produzidas por coacervação complexa apresentaram capacidade de retenção entre 64,58 e 66,12 % e eficiência de encapsulação entre 88,84 e 90,84 %. Enquanto o processo de liofilização diminuiu o diâmetro médio e tornou a superfície das partículas irregulares, acelerando a liberação do óleo, o processo de recobrimento não teve interferência significativa na cinética de liberação. As partículas produzidas por ambos os processos demoraram entre 420 e 660 minutos para liberar 95 % ou mais do óleo retido. Durante o processo de liberação, as amostras não... / Abstract: Oregano essential oil is known for its antimicrobial properties; however, it is a mixture of volatile compounds sensitive to light, oxygen, and temperature, and that can be easily degraded. Encapsulation allowed its protection, extending its shelf life and promoting its controlled release. The objective of this work was to evaluate the influence of the encapsulation method and wall material, and consequently the particle morphology, in the release kinetics of oregano essential oil in a liquid medium with conditions analogous to a marinating solution, as well as to evaluate if the electrostatic interaction with whey protein concentrate and freeze-drying processes have influence on the release of the oil. Particles produced by ionic gelation presented loading and retention capacities between 64.19 and 78.64 % and 57.48 and 73.26 %, respectively, while particles produced by complex coacervation presented a retention capacity between 64.58 and 66.12 % and encapsulation efficiency between 88.84 and 90.84 %. Whereas the freeze-drying process decreased the mean size and made the particle surfaces to become irregular, accelerating the oil release, the coating process did not have significative interference in the release process. Particles produced by both processes took between 420 and 660 minutes to release 95 % or more of the trapped oil. During the release process, samples did not show dissolution or erosion; however, particles produced by ionic gelation undergone swelling and ... / Mestre

Orientador: Cesar Costapinto Santana / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-09-11T21:16:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SilvaJunior_AbsolonCarvalhoda_M.pdf: 1195170 bytes, checksum: b6cb56c8b23987c514ae2eb904dc1b24 (MD5) Previous issue date: 2010 / Resumo: Alguns dos agentes terapêuticos são formulados e comercializados na forma de misturas racêmicas. O fármaco mitotano (o, p'- diclorodifenildicloroetano) é um exemplo dessa mistura. Utilizado apenas para o tratamento do carcinoma adrenocortical. A molécula do mitotano apresenta um carbono estereogênico, indicando a presença de dois enantiômeros. Estudos com o plasma de pacientes indicaram que os enantiômeros do mitotano apresentam perfis farmacocinéticos e farmacodinâmicos diferentes, motivando a separação dos enantiômeros para estudos pré-clínicos mais aprofundados. A separação cromatográfica dos enantiômeros do mitotano foi realizada, no presente estudo, em uma coluna empacotada com fase estacionária quiral tris 3-cloro-4-metil-dimetilfenilcarbamato de celulose e na tris-3,5 dimetilfenilcarbamato de amilose, comercialmente conhecidas como Lux Cellulose-2 e Chiralpak AD, respectivamente. Os experimentos foram realizados nas temperaturas de 15ºC, 25oC, 35ºC e 45ºC, com volume de injeção 20 µl numa concentração igual a 0,2 mg/ml na coluna Lux Cellulose-2 e 2 mg/mL na coluna Chiralpak AD, e vazões da fase móvel variando de 0,2 a 1,6 mL/min. Os parâmetros cromatográficos foram obtidos pelas seguintes fases móveis: (i) hexano puro, (ii) hexano/etanol 99,9:0,1% (v/v), e (iii) isopropanol/metanol 60:40% (v/v). Os fatores de retenção e a seletividade para a vazão de 1 mL/min com o uso de hexano puro como fase móvel e coluna Lux Cellulose-2 foram de 5,12; 5,81 e 1,14, respectivamente. Com a mesma vazão e com a adição de 0,1% em volume de etanol em hexano puro, os fatores de retenção foram de 1,30, 1,40, ao passo que o valor de seletividade obtida foi de 1,07. O tempo de retenção para a fase móvel contendo etanol foi de aproximadamente 8 minutos, que representa a metade dos valores obtidos com hexano puro, com um ganho substancial em tempo de processo de separação. Na coluna Chiralpak AD, utilizando-se a fase móvel isopropanol/metanol 60:40% (v/v), os fatores de retenção obtidos foram de 0,41, 1,35, enquanto que o valor de seletividade foi de 3,29. As curvas de Van Deemter foram obtidas nas duas fases estacionárias. As isotermas lineares e não-lineares foram determinadas. Também se realizaram as análises termodinâmicas da separação através das variações de entalpia, entropia e energias livre de Gibbs da adsorção, demonstrando estabilidade satisfatória das colunas / Abstract: Most therapeutic agents in the form of racemic mixtures are formulated and marketed. The drug mitotane (o, p'-dichlorodiphenyldichloroethane) is an example of this mixture, which is indicated as a single drug for treatment of adrenocortical carcinoma. Its structure has a carbon stereogenic, indicating the presence of two enantiomers. Studies with the plasma of patients indicate that the enantiomers of mitotane have different pharmacokinetic and pharmacodynamic profiles, motivating the separation of enantiomers for preclinical studies in greater depth. The chromatographic separation of these enantiomers in a packed column with chiral stationary phase cellulose tri-3-chloro-4-methyl-dimethylphenylcarbamate and amylose tris - 3, 5dimethylphenylcarbamate was performed. These species are commercially known as Lux Cellulose-2 and Chiralpak AD respectively. The experiments at temperatures of 15ºC, 25°C, °C and 45°C, with injection volume of 20µl at a concentration equal to 0.2mg/ml in Lux Cellulose-2 column and 2mg/mL in Chiralpak AD column, and a mobile phase flow rate ranging from 0.2 to 1.6mL/min were performed. The chromatographic parameters with mobile phases: (i) hexane, (ii) hexane/ethanol 99,9/0,1% (v/v) and (iii) isopropanol/methanol 60/40% (v/v) were obtained. The retention factors for the flow rate of 1mL/min using hexane as mobile phase and Lux Cellulose-2 column were 5.12, 5.81 respectively, showing a selectivity of 1.14. With addition of 0.1% of pure ethanol in hexane (v/v), for the same flow rate, the retention factors were 1.30 and 1.40 and selectivity of 1.07. The retention time for the mobile phase containing ethanol was approximately 8 minutes, which represents half of the value obtained with pure hexane, resulting a substantial gain in the time of the separation process. In Chiralpak AD column and a mobile phase of isopropanol/methanol 60/40% (v/v), the retention factors were 0.41, 1.35 with a selectivity of 3.29. The Van Deemter curve in the two stationary phases was obtained. The isotherms linear and nonlinear were determined. Thermodynamic analysis of the separation was performed, through variations of enthalpy, entropy and Gibbs free energy of adsorption, demonstrating through these analysis, one satisfactory stability of the columns / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Biotecnologicos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Cesar Costapinto Santana / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-07T06:44:05Z (GMT). No. of bitstreams: 1 SilvaJunior_IvanildoJoseda_M.pdf: 3837238 bytes, checksum: 02f8a9f82e58c32dd06267574565ddda (MD5) Previous issue date: 2006 / Resumo: Este trabalho teve por objetivo a determinação de parâmetros cromatográficos envolvidos na separação dos enantiômeros do anestésico bupivacaína, visando sua utilização no projeto de uma unidade cromatográfica do tipo leito móvel simulado (LMS) com colunas quirais ,O'-bis[4-terc-buitilbenzoil]-N,N'-dialil-L-tartadiamida e exano/2- propanol/ácido acético/trietilamina (98/2/0,3/0,05 v/v) como fase móvel. Os experimentos para determinação dos parâmetros foram realizados em uma única coluna, divididos em dois conjuntos de ensaios utilizando soluções diluídas e soluções concentradas. Experimentos de pulsos com soluções diluídas dos traçadores e dos enantiômeros da bupivacaína foram realizados variando a vazão de 1,0 a 4,0 mL/min e às temperaturas de 25, 35 e 45 ºC. A detecção foi realizada no comprimento de onda de 270 nm com a finalidade de determinar as porosidades do sistema, as constantes de equilíbrio de adsorção sob condições lineares das isotermas (coeficientes de Henry), os coeficientes de dispersão axial e parâmetros de transferência de massa. Os cromatogramas mostraram que os perfis apresentam baixa dispersão e que a coluna apresenta uma alta eficiência de separação com valores de número de pratos superiores a 5000, para vazão de 1,0 mL/min. Os valores dos coeficientes de Henry foram maiores que a unidade para ambos enantiômeros, sendo que o enantiômero mais retido, S-(-)-bupivacaína, apresentou maior afinidade pela coluna quiral com maiores valores dos coeficientes de Henry. Parâmetros termodinâmicos confirmaram a maior afinidade da S-(-)-bupivacaína pela coluna com maiores valores negativos de entalpia de adsorção ( ?H0). Os coeficientes de transferência de massa globais apresentaram valores com alta ordem de magnitude aumentando com a elevação da temperatura. Os valores do coeficiente de transferência de massa foram superiores a 150 min-1 para temperatura de 25 ºC. A alta eficiência de separação deve-se, provavelmente, à rápida taxa de transferência de massa em que os processos convectivos são dominantes. Experimentos a altas concentrações (condições de sobrecarga) foram realizados com a finalidade de se determinar às isotermas competitivas não-lineares pelo método da análise frontal e também os perfis de eluição sob estas condições. As isotermas de adsorção competitivas apresentaram comportamento não-linear para a faixa de concentração utilizada e foram satisfatoriamente ajustadas ao modelo de Langmuir competitivo. Os parâmetros termodinâmicos de adsorção lineares e de transferência de massa foram utilizados para o projeto das condições operacionais da unidade LMS pela metodologia dos volumes de separação. As regiões de separação foram calculadas em que foram observadas reduções significativas nas regiões de separação com a imposição dos efeitos não-ideais. A predição de separação foi realizada pelas abordagens do leito móvel verdadeiro e do leito móvel simulado, a partir de soluções numéricas utilizando os modelos do transporte dispersivo e do equilíbrio dispersivo, respectivamente. Em ambas abordagens, os parâmetros de desempenho (pureza, produtividade e consumo de solvente) apresentaram resultados próximos / Abstract: The aim of this work was the determination of chromatographic parameters in the enantiomeric separation of anesthetic bupivacaine and design the chromatographic separation in a simulated moving bed (SMB), using 0,0'-bis[4-tert-butylbenzoyl]-N,N'- dialyl-L-tartadiamide as chiral columns and hexane/2-propanol/acetic acid/trietylamine (98/2/0,3/0,05 v/v) as mobile phase. The experiments were performed using a single column and were divided in two sets using dilute and concentrated solutions. Pulse experiments with dilute solutions of inert compounds and the bupivacaine enantiomers were accomplished at different flow rates (1.0 to 4.0 mL/min) and temperatures (25, 35 and 45 ºC). The peak responses were monitored at 270 nm. The integration of the responses gave information about the porosities, linear equilibrium adsorption constants (Henry constants), axial dispersion and mass transfer coefficients. The chromatograms showed low dispersion and high separation efficiency with 5000 plate number to the flow-rate of 1.0 mL/min.The more retained enantiomer, S-(-)-bupivacaine, has more affinity for the chiral column with higher values of Henry constants than the less retained enantiomer. Hermodynamics parameters confirm the major affinity of S-(-)- bupivacaine with high negative values of adsorption enthalpy ( ?H0). The overall mass transfer coefficient increased with increase in temperature and achieved values of high order of magnitude about 150 min-1 at 25 ºC. The high efficiency observed is probably due to the fast mass transfer which is dominating by convective effects. Experiments in overloaded conditions were realized in order to obtain the competitive equilibrium adsorption isotherms by frontal analysis, as well overload elution profiles. The competitive isotherms shown a nonlinear behaviour to the range of concentration investigated and the Langmuir competitive model represent satisfactorily the adsorption data. The linear equilibrium constants and mass transfer parameters were used to design the operating conditions in a SMB unit by separation volumes methodology. The separation regions were obtained concerning the resistances of mass transfer. It was observed a significant reduction in the separation region for different mass transfer coefficients and purity requirement. The prediction of the chromatographic SMB separation for linear conditions was performed using simulated moving bed approach and true moving bed approach (TMB). In SMB approach was used equilibrium dispersive mathematical model and for TMB approach the transport dispersive mathematical model. For these approaches, the performance parameters (purity, productivity and solvent consumption) showed practically the same values / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Biotecnologicos / Mestre em Engenharia Química