Este trabalho tem como objetivo otimizar as etapas da rota de purificação da glicerina bruta proveniente da produção de biodiesel, sendo elas, hidrólise ácida e retirada de sais através dos processos utilizando o efeito salting-out e troca iônica até obter uma solução aquosa de glicerol e etanol. Foi feito um planejamento fatorial 22 com dois pontos centrais tendo como variáveis de processo temperatura e tempo de reação, e como respostas o valor de pH da solução e a massa de glicerina separada, para cada ácido testado (ácido sulfúrico e ácido clorídrico). Para a glicerina hidrolisada com ácido sulfúrico o valor de pH não sofreu influência das variáveis do modelo. Para a massa de glicerina separada, houve efeito significativo positivo da temperatura e negativo do tempo. Para a hidrólise com ácido clorídrico, na análise do valor de pH há uma leve suspeita da influência negativa para o tempo, sem influência da temperatura. Para a massa há uma suspeita da influência negativa da temperatura, sem influência do tempo. Assim, as condições estabelecidas são de temperatura de 70 °C e tempo de reação de 180 minutos para a hidrólise com ácido sulfúrico e 50 °C e 180 minutos pra a hidrólise com ácido clorídrico. Na segunda etapa, que é a retirada de sais por salting-out, foi feito um planejamento de mistura com inclusão de variáveis de processo. Foram planejados 45 experimentos em um planejamento de mistura em função da composição dos alcoóis - etanol (x1), isopropanol (x2), n-butanol (x3) e das variáveis de processo pH e temperatura, obtendo os seguintes modelos: Massa_ retida = 1,44x1 + 0,99x2 + 0,77x3 + 0,13x1pH + 1,90x2x3. Analisando a equação, tratando-se dos álcoois puros pode-se observar que o etanol é mais eficiente na retenção de massa, pois apresenta o maior coeficiênte (1,44). A melhor interação é entre isopropanol e butanol. Quanto as variáveis de processo, o valor de pH teve uma leve influência quando se tratava da solução de etanol. Na análise da condutividade da glicerina filtrada foi obtido o seguinte modelo: Condutividade = 159,14x1 + 255,74x2 + 588,64x3 - 668,14x1x3 + 44,90x1pH - 42,57x1T - 596,79x2x3. Analisando a equação para soluções de alcoóis puros pode-se verificar que o menor coeficiente é para solução de etanol (159,14). Para misturas, etanol e n-butanol apresentam o menor coeficiente que isopropanol e n-butanol. Para soluções de etanol o pH e a temperatura mostram uma leve influência. Para o efeito salting-out definiu-se que seria mais vantajosa a utilização do etanol, pois facilita as etapas posteriores pela facilidade de evaporação e recuperação e baixo custo. Com essas análises ficaram definidas as melhores condições da glicerina em pH 5 e temperatura de 25 ºC, na presença de etanol. A troca iônica foi efetuada obtendo resultados satisfatórios em que a glicerina após passar pela troca iônica estava com condutividade inferior a 10 S/cm. / This work aims to optimize the stages of raw glycerin purification route from biodiesel production, which are, acid hydrolysis and salts extraction through salting out and ion exchange process until to achieve aqueous solution of glycerol and ethanol. A 22 factorial planning with two central points was carried out. Temperature and time reaction were the process variables and pH of solution and glycerin separated mass the answers for each acid tested (sulfuric acid and hydrochloric acid). The pH was not influenced by process variables for glycerin hydrolyzed with sulfuric acid. For separated glycerin mass the effect was positive for temperature and negative for time. For hydrolysis with hydrochloric acid, the pH analyses shows that there might be negative influence of time, and no influence of temperature. For separated glycerin mass there might be negative influence of temperature, and no influence of time. According to the experiments, when the glycerin was hydrolyzed with sulfuric acid the better reaction conditions occur at 70 °C and time reaction equal to 180 minutes. In the hydrolization with hydrochloric acid the conditions were 50 °C and time reaction 180 minutes. In the second stage, salt removal by salting-out effect, a mixture planning with process variables inclusion was conducted. 45 experiments in function of alcohol composition - ethanol (x1), isoprophanol (x2), n-buthanol (x3) and process variables pH and temperature were planned, obtaining the following model: Retained_mass = 1,44x1 + 0,99x2 + 0,77x3 + 0,13x1pH + 1,90x2x3. Analyzing the equation, treating only pure alcohols, it is possible to observe that ethanol is the most efficient in retaining mass due to its biggest coefficient (1,44). The best interaction occurs between butanol and isopropanol. When ethanol solution was used the pH influence can not be neglected. The analysis of the conductivity results the model bellow: Conductivity = 159,14x1 + 255,74x2 + 588,64x3 - 668,14x1x3 + 44,90x1pH - 42,57x1T - 596,79x2x3. Observing the equation, for pure alcohols solutions, ethanol has the smallest coefficient (159,14). For mixtures, ethanol and buthanol have smaller coefficient than isoprophanol and buthanol. For ethanol solutions, pH and temperature have little influence. For the salting-out process it was defined that would be more gainful with ethanol utilization, because it favours the next steps by faciliting evaporation and recover and its low cost. After these analyses satisfactory results for raw glycerin purification were obtained at pH 5 and 25°C, using pure ethanol. The glycerin purification by ion exchange process was carried out obtaining good results. The glycerin conductivity was less than 10 S/cm.

Made available in DSpace on 2015-04-17T14:49:28Z (GMT). No. of bitstreams: 1 arquivototal.pdf: 1289363 bytes, checksum: 08dfb69d96b9fba89a8a36ac5075c9c1 (MD5) Previous issue date: 2013-02-13 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES / Quinoa (Chenopodium quinoa Willd) is a pseudocereal of Andean origin, designated as functional food. The addition of quinoa as a food ingredient in bakery products positively affects the rheological characteristics of the mass due to the technological properties of seeds such as solubility, water holding capacity, gelation and emulsification. The present study was aimed at formulating a cookie with gluten-free quinoa with added nutritional value and good acceptability. From an experimental design of full mixtures, 14 formulations were developed with different proportions of ternary mixture composed of quinoa flour (QF), quinoa flake (QFL) and corn starch (CS), which corresponded to 55.7% of the total amount in each formulation. The basic receipt (sugar, salt, water, yeast, oil and egg powder) was kept constant in all tests. The formulations were characterized as to the physical parameters of color, hardness and specific volume (dependent variables) and from the analyses of the effects of each ingredient of the mixture, complete cubic model equations that fit to the experimental data were generated (R2 ≥ 0.94 ). CS had a positive effect on the brightness of cookies; however, increased QF and QFL proportions resulted in darker cookies. QF showed negative effect on the specific volume of cookies as its concentration increased in the mixture, compared to QFL and CS. However, QF and QFL had a positive synergistic effect on the hardness of cookies. Based on the models generated and on the desirability profile, an optimized formulation was developed, composed of 30% QF, 25% QFL and 45% CS. The analyses of the optimized formulation characterized the quinoa-based cookie as a product rich in dietary fiber (11%) and source of essential amino acids, linolenic acid and minerals. The gluten-free quinoa-based cookie was well accepted by judges with acceptance (7.0), revealing its consumption potential. Considering the nutritional characteristics of quinoa biscuit optimized, with emphasis in composition of fatty acids, fiber, minerals and amino acid profile, the results of this study showed that quinoa is an important and promising ingredient for the nutritional enrichment of bakery products, especially cookie-type biscuits. / A quinoa (Chenopodium quinoa Willd) é um pseudocereal de origem andina, designado como alimento funcional. A adição de quinoa como ingrediente de produtos de panificação afeta positivamente as características reológicas das massas devido a propriedades tecnológicas de suas sementes como solubilidade, capacidade de retenção de água, de geleificação e de emulsificação. O presente estudo foi desenvolvido com o objetivo de formular um bicoito tipo cookie a base de quinoa isento de glúten, com valor nutricional agregado e boa aceitação sensorial. A partir de um planejamento experimental de misturas completo, foram desenvolvidas 14 formulações com diferentes proporções da mistura ternária, composta por farinha de quinoa (FI), flocos de quinoa (FL) e amido de milho (CS), a qual correspondeu a 55,7% do total em cada formulação. A receita base (açúcar, sal, água, fermento, óleo e ovo desidratado) foi mantida constante em todos os ensaios. As formulações foram caracterizadas quanto aos parâmetros físicos de cor, dureza e volume específico (variáveis dependentes) e a partir das análises dos efeitos de cada ingrediente da mistura, foram geradas equações de modelos cúbicos completos que se ajustaram aos dados experimentais (R2≥0,94). O CS apresentou efeito positivo na luminosidade dos biscoitos, porém proporções aumentadas de FQ e FLQ resultaram em cookies mais escuros. FQ apresentou efeito negativo no volume específico dos biscoitos a medida que suas concentrações aumentaram na mistura, em relação FLQ e CS. No entanto, FQ e FLQ tiveram efeito sinérgico positivo na dureza dos cookies. Com base nos modelos gerados e no perfil de desejabilidade, foi desenhada uma formulação otimizada para os parâmetros analisados,composta por 30% de FQ, 25% de FLQ e 45% de CS. As análises da formulação otimizada caracterizaram o cookie de quinoa como um produto rico em fibra alimentar (11%), fonte de aminoácidos essenciais, ácido linolênico e minerais. O cookie a base de quinoa isento de glúten formulado foi bem aceito pelos provadores com aceitação (7,0) revelando seu potencial de consumo. Considerando as características nutricionais do biscoito de quinoa otimizado, com destaque na sua composição de ácidos graxos, teor de fibras, minerais e perfil aminoacídico, os resultados deste estudo indicam a quinoa como um importante ingrediente promissor para enriquecimento nutricional de produtos de panificação, em especial biscoitos do tipo cookies.

Este trabalho tem como objetivo otimizar as etapas da rota de purificação da glicerina bruta proveniente da produção de biodiesel, sendo elas, hidrólise ácida e retirada de sais através dos processos utilizando o efeito salting-out e troca iônica até obter uma solução aquosa de glicerol e etanol. Foi feito um planejamento fatorial 22 com dois pontos centrais tendo como variáveis de processo temperatura e tempo de reação, e como respostas o valor de pH da solução e a massa de glicerina separada, para cada ácido testado (ácido sulfúrico e ácido clorídrico). Para a glicerina hidrolisada com ácido sulfúrico o valor de pH não sofreu influência das variáveis do modelo. Para a massa de glicerina separada, houve efeito significativo positivo da temperatura e negativo do tempo. Para a hidrólise com ácido clorídrico, na análise do valor de pH há uma leve suspeita da influência negativa para o tempo, sem influência da temperatura. Para a massa há uma suspeita da influência negativa da temperatura, sem influência do tempo. Assim, as condições estabelecidas são de temperatura de 70 °C e tempo de reação de 180 minutos para a hidrólise com ácido sulfúrico e 50 °C e 180 minutos pra a hidrólise com ácido clorídrico. Na segunda etapa, que é a retirada de sais por salting-out, foi feito um planejamento de mistura com inclusão de variáveis de processo. Foram planejados 45 experimentos em um planejamento de mistura em função da composição dos alcoóis - etanol (x1), isopropanol (x2), n-butanol (x3) e das variáveis de processo pH e temperatura, obtendo os seguintes modelos: Massa_ retida = 1,44x1 + 0,99x2 + 0,77x3 + 0,13x1pH + 1,90x2x3. Analisando a equação, tratando-se dos álcoois puros pode-se observar que o etanol é mais eficiente na retenção de massa, pois apresenta o maior coeficiênte (1,44). A melhor interação é entre isopropanol e butanol. Quanto as variáveis de processo, o valor de pH teve uma leve influência quando se tratava da solução de etanol. Na análise da condutividade da glicerina filtrada foi obtido o seguinte modelo: Condutividade = 159,14x1 + 255,74x2 + 588,64x3 - 668,14x1x3 + 44,90x1pH - 42,57x1T - 596,79x2x3. Analisando a equação para soluções de alcoóis puros pode-se verificar que o menor coeficiente é para solução de etanol (159,14). Para misturas, etanol e n-butanol apresentam o menor coeficiente que isopropanol e n-butanol. Para soluções de etanol o pH e a temperatura mostram uma leve influência. Para o efeito salting-out definiu-se que seria mais vantajosa a utilização do etanol, pois facilita as etapas posteriores pela facilidade de evaporação e recuperação e baixo custo. Com essas análises ficaram definidas as melhores condições da glicerina em pH 5 e temperatura de 25 ºC, na presença de etanol. A troca iônica foi efetuada obtendo resultados satisfatórios em que a glicerina após passar pela troca iônica estava com condutividade inferior a 10 S/cm. / This work aims to optimize the stages of raw glycerin purification route from biodiesel production, which are, acid hydrolysis and salts extraction through salting out and ion exchange process until to achieve aqueous solution of glycerol and ethanol. A 22 factorial planning with two central points was carried out. Temperature and time reaction were the process variables and pH of solution and glycerin separated mass the answers for each acid tested (sulfuric acid and hydrochloric acid). The pH was not influenced by process variables for glycerin hydrolyzed with sulfuric acid. For separated glycerin mass the effect was positive for temperature and negative for time. For hydrolysis with hydrochloric acid, the pH analyses shows that there might be negative influence of time, and no influence of temperature. For separated glycerin mass there might be negative influence of temperature, and no influence of time. According to the experiments, when the glycerin was hydrolyzed with sulfuric acid the better reaction conditions occur at 70 °C and time reaction equal to 180 minutes. In the hydrolization with hydrochloric acid the conditions were 50 °C and time reaction 180 minutes. In the second stage, salt removal by salting-out effect, a mixture planning with process variables inclusion was conducted. 45 experiments in function of alcohol composition - ethanol (x1), isoprophanol (x2), n-buthanol (x3) and process variables pH and temperature were planned, obtaining the following model: Retained_mass = 1,44x1 + 0,99x2 + 0,77x3 + 0,13x1pH + 1,90x2x3. Analyzing the equation, treating only pure alcohols, it is possible to observe that ethanol is the most efficient in retaining mass due to its biggest coefficient (1,44). The best interaction occurs between butanol and isopropanol. When ethanol solution was used the pH influence can not be neglected. The analysis of the conductivity results the model bellow: Conductivity = 159,14x1 + 255,74x2 + 588,64x3 - 668,14x1x3 + 44,90x1pH - 42,57x1T - 596,79x2x3. Observing the equation, for pure alcohols solutions, ethanol has the smallest coefficient (159,14). For mixtures, ethanol and buthanol have smaller coefficient than isoprophanol and buthanol. For ethanol solutions, pH and temperature have little influence. For the salting-out process it was defined that would be more gainful with ethanol utilization, because it favours the next steps by faciliting evaporation and recover and its low cost. After these analyses satisfactory results for raw glycerin purification were obtained at pH 5 and 25°C, using pure ethanol. The glycerin purification by ion exchange process was carried out obtaining good results. The glycerin conductivity was less than 10 S/cm.