O presente trabalho teve como objetivo a produção de micropartículas lipídicas solidas utilizando ácido esteárico/triestearina e óleo de palmiste, e a avaliação de sua estabilidade físico-química e digestibilidade in vitro. Nas dispersões contendo ácido esteárico e óleo de palmiste utilizou-se como tensoativos o polisorbato 20 e span 80 (4% em massa); já nas dispersões contendo triestearina e óleo de palmiste utilizou-se o polisorbato 60 e o span 80 (4% em massa) como tensoativos e o hidrocoloide goma xantana (0,05% em massa) como espessante. A porcentagem do óleo de palmiste variou entre 30 e 90% do conteúdo lipídico total nas partículas. Com relação à microestrutura, todas as micropartículas produzidas apresentaram característica totalmente amorfa, favorecendo as condições de encapsulação de bioativos, diminuindo a chance de expulsão dos mesmos da estrutura. Com relação à vida de prateleira, todas as micropartículas produzidas mostraram-se extremamente estáveis durante o período de estocagem analisado, sendo que a distribuição de tamanho de partícula apresentou-se bimodal, sendo uma população de partículas em torno de 300 nm e a outra em torno de 1500 nm. As análises de potencial zeta e polidispersidade ao longo do tempo de armazenagem confirmaram a alta estabilidade dos sistemas produzidos. As micropartículas produzidas com ácido esteárico e óleo de palmiste se mostraram menos estáveis do que as produzidas com triestearina, frente as diferentes condições de stress aplicadas. As análises de digestibilidade in vitro estática apresentaram resultados piores que a digestibilidade in vitro dinâmica, sendo esta metologia mais eficiente para prever a digestibilidade. Pelas análises de distribuição média de tamanho, potencial zeta, quantificação de ácidos graxos livres e microscopia ótica foi constatada inibição da lipólise durante os ensaios, a qual foi mais acentuada nas micropartículas produzidas com ácido esteárico. No entanto, pode-se deduzir que as micropartículas lipídicas produzidas neste trabalho podem ser estruturadas de modo a produzir efetiva liberação controlada de bioativos encapsulados. / The present study proposed the production of solid lipid microparticles using stearic acid / tristearin and palm kernel oil, and the evaluation of their physical and chemical stability and in vitro digestibility. In the dispersions containing stearic acid and palm kernel oil the surfactants used were polysorbate 20 and span 80 (4% wt). In the production of dispersions containing tristearin and palm kernel oil, polysorbate 60 and span 80 (4% wt) were used as surfactants, as well as xanthan gum (0,05% wt) as thickener. The percentage of palm kernel oil ranged between 30 and 90% of the overall lipid content of the particles. With respect to microstructure, all the microparticles produced had completely amorphous characteristic, a desired characteristic for the encapsulation of a hydrophobic bioactive, as in amorphous particles the chance of expulsion is decreased. With regard to shelf life, all microparticles were extremely stable during the considered storage period, and the particle size distributions were always bimodal, with a population of particles around 300 nm and the other at approximately 1500 nm. Analyses of zeta potential and polydispersity over time storage confirmed the high stability of the systems produced. When submitted to different stress conditions, the microparticles produced with stearic acid and palm kernel oil were less stable than those produced with tristearin. As for digestibility assays, static experiments showed much worse results than the in vitro dynamic assays. The analyses of average size distribution, zeta potential, quantification of free fatty acids and optical microscopy showed inhibition of lipolysis during the digestibility assays, which was more pronounced in the microparticles produced with stearic acid. However, it is possible to say that the lipid microparticles produced in this work can be structured to produce effective controlled release of bioactive encapsulated.

O presente trabalho teve como objetivo a produção de micropartículas lipídicas solidas utilizando ácido esteárico/triestearina e óleo de palmiste, e a avaliação de sua estabilidade físico-química e digestibilidade in vitro. Nas dispersões contendo ácido esteárico e óleo de palmiste utilizou-se como tensoativos o polisorbato 20 e span 80 (4% em massa); já nas dispersões contendo triestearina e óleo de palmiste utilizou-se o polisorbato 60 e o span 80 (4% em massa) como tensoativos e o hidrocoloide goma xantana (0,05% em massa) como espessante. A porcentagem do óleo de palmiste variou entre 30 e 90% do conteúdo lipídico total nas partículas. Com relação à microestrutura, todas as micropartículas produzidas apresentaram característica totalmente amorfa, favorecendo as condições de encapsulação de bioativos, diminuindo a chance de expulsão dos mesmos da estrutura. Com relação à vida de prateleira, todas as micropartículas produzidas mostraram-se extremamente estáveis durante o período de estocagem analisado, sendo que a distribuição de tamanho de partícula apresentou-se bimodal, sendo uma população de partículas em torno de 300 nm e a outra em torno de 1500 nm. As análises de potencial zeta e polidispersidade ao longo do tempo de armazenagem confirmaram a alta estabilidade dos sistemas produzidos. As micropartículas produzidas com ácido esteárico e óleo de palmiste se mostraram menos estáveis do que as produzidas com triestearina, frente as diferentes condições de stress aplicadas. As análises de digestibilidade in vitro estática apresentaram resultados piores que a digestibilidade in vitro dinâmica, sendo esta metologia mais eficiente para prever a digestibilidade. Pelas análises de distribuição média de tamanho, potencial zeta, quantificação de ácidos graxos livres e microscopia ótica foi constatada inibição da lipólise durante os ensaios, a qual foi mais acentuada nas micropartículas produzidas com ácido esteárico. No entanto, pode-se deduzir que as micropartículas lipídicas produzidas neste trabalho podem ser estruturadas de modo a produzir efetiva liberação controlada de bioativos encapsulados. / The present study proposed the production of solid lipid microparticles using stearic acid / tristearin and palm kernel oil, and the evaluation of their physical and chemical stability and in vitro digestibility. In the dispersions containing stearic acid and palm kernel oil the surfactants used were polysorbate 20 and span 80 (4% wt). In the production of dispersions containing tristearin and palm kernel oil, polysorbate 60 and span 80 (4% wt) were used as surfactants, as well as xanthan gum (0,05% wt) as thickener. The percentage of palm kernel oil ranged between 30 and 90% of the overall lipid content of the particles. With respect to microstructure, all the microparticles produced had completely amorphous characteristic, a desired characteristic for the encapsulation of a hydrophobic bioactive, as in amorphous particles the chance of expulsion is decreased. With regard to shelf life, all microparticles were extremely stable during the considered storage period, and the particle size distributions were always bimodal, with a population of particles around 300 nm and the other at approximately 1500 nm. Analyses of zeta potential and polydispersity over time storage confirmed the high stability of the systems produced. When submitted to different stress conditions, the microparticles produced with stearic acid and palm kernel oil were less stable than those produced with tristearin. As for digestibility assays, static experiments showed much worse results than the in vitro dynamic assays. The analyses of average size distribution, zeta potential, quantification of free fatty acids and optical microscopy showed inhibition of lipolysis during the digestibility assays, which was more pronounced in the microparticles produced with stearic acid. However, it is possible to say that the lipid microparticles produced in this work can be structured to produce effective controlled release of bioactive encapsulated.

O presente trabalho teve como objetivo o aprimoramento da transesterificação do óleo de palmiste por rota etílica, por meio da atuação simultânea de lipases de diferentes fontes microbianas, visando a produção de biodiesel com teores residuais de monoacilglicerol (MAG) e diacilglicerol (DAG) dentro dos limites exigidos pela legislação ANP no 45/2014 para biocombustíveis. Para tal propósito, as lipases foram imobilizadas em suporte híbrido sílica-hidroxietilcelulose (SiO2- HEC) e os ensaios foram iniciados em regime descontínuo em reator de tanque agitado, temperatura fixa de 45 °C e razão molar óleo:álcool de 1:8. As lipases de Burkholderia cepacia, Pseudomonas fluorescens e Thermomyces lanuginosus, foram utilizadas de maneira isolada e em associação, com base no conhecimento prévio do bom desempenho destas enzimas para a produção de biodiesel. Conforme a capacidade de atuar em diferentes posições da molécula de triacilglicerol, as associações formaram combi-lipases de mesma especificidade (B. cepacia e P. fluorescens) e de diferente especificidade (B. cepacia e T. lanuginosus), com proporções de cada lipase variando de 75, 50 e 25% em relação ao seu par enzimático. Os melhores resultados foram observados quando utilizadas ambas as combinações em proporções equivalentes. Nestas condições, foram obtidas conversões similares (?98%) e ausência de DAG, com redução da viscosidade cinemática do óleo de palmiste de 30,35 para aproximadamente 4,00 mm2/s. Embora as conversões tenham sido próximas, a combi-lipase de diferente especificidade apresentou menor teor de MAG (1,68%, m/m), sendo escolhida como biocatalisador para o estudo em reatores de leito fixo em regime contínuo. Nesta etapa, foram realizados ensaios para testar os efeitos da razão molar óleo:álcool (1:12, 1:10 e 1:8) e do tempo espacial (16 e 14 h) na conversão, qualidade e produtividade do biodiesel. O melhor desempenho foi apresentado pela razão molar de 1:8 com tempo espacial de 16 h, proporcionando teor em MAG residual de 0,62% (m/m), conversão de 98% e produtividade de 30,9 mmolésteres.gcatalisador -1.h-1. Com relação à qualidade do biodiesel formado em termos de viscosidade cinemática (4,22 mm2/s), massa específica (870 kg/m3) e teor residual de MAG (0,62%, m/m), foi verificada adequação aos parâmetros exigidos pela ANP (3-6 mm2/s, 850-900 kg/m3 e <= 0,7%, m/m, respectivamente). / The objective of the present work was to improve the transesterification of palm kernel oil by ethanolic route through simultaneous action of lipases from different microbial sources, aiming to produce biodiesel with residual levels of monoacylglycerol (MAG) and diacylglycerol (DAG) within the limits required by ANP regulation 45/2014 for biofuels. For this purpose, lipases were immobilized on silica-hydroxyethylcellulose hybrid support (SiO2-HEC) and the assays were first carried out in a stirred tank batch reactor, at fixed temperature of 45 oC and oil -to-alcohol molar ratio of 1:8. The lipases from Burkholderia cepacia, Pseudomonas fluorescens and Thermomyces lanuginosus isolated and in association were used, based on the previous knowledge of the good performance of these enzymes for the biodiesel production. According to the ability to act at different positions of the triacylglycerol molecule, the associations formed combilipases of the same specificity (B. cepacia and P. fluorescens) and different specificities (B. cepacia and T. lanuginosus) at proportion of each lipase ranging from 75, 50 and 25% relative to their enzymatic pair. The best results were attained when both combinations were used at equivalent proportions. Under these conditions, similar conversions (?98%) and absence of DAG were obtained, which was consistent with the kinematic viscosity reduction of the palm kernel oil from 30.35 to 4.00 mm2/ s, approximately. Although similar conversions were attained, the combi-lipase of different specificities provided lower MAG contentes (1.68 wt%), being chosen as a biocatalyst for performing continuous runs in packed-bed reactor. In this step, the effects of the molar ratios oil-to-alcohol (1:12, 1:10 and 1:8) and space-times (16 and 14 h) on biodiesel production, quality and productivity were evaluated. The best performance was achieved by using molar ratio of 1:8 and space-time of 16 h, yielding residual MAG contents of 0.62 wt%, conversion of 98% and productivity of 30.9 mmolester.gcatalyst-1.h-1. The quality of biodiesel produced in terms of kinematic viscosity (4.22 mm2/s), specific mass (870 kg/m3) and residual MAG content (0.62 wt%) was found in accordance of ANP resolution (3-6 mm/ s, 850-900 kg/m3 and <= 0.7 wt%, respectively).

Através da mistura de óleos e gorduras e de posterior interesterificação, é possível obter compostos denominados de lipídios estruturados. Estes compostos formados pelo rearranjo de triacilgliceróis de cadeias médias e longas apresentam características físicas, químicas e nutricionais diferentes dos lipídios que lhes deram origem. Devido a sua potencial capacidade para a prevenção e tratamento de doenças, também podem ser considerados "nutracêuticos" por apresentarem vantagens clínicas que se encontram associadas aos ácidos graxos de cadeia média (AGCM) e à estrutura particular de sua molécula lipídica formada pela interesterificação. Esta pesquisa empregou dois métodos de modificação de óleos e gorduras: mistura e interesterificação. As matérias-primas utilizadas foram gorduras refinadas de palma e de palmiste, e triacilgliceróis de cadeia média (Trigliceril CM&#61666;). Foi utilizado um planejamento de dez experimentos. Para as respostas analíticas foi aplicado um modelo de regressão múltipla, do tipo cúbico especial. Os resultados foram apresentados em diagramas triangulares. Estabeleceu-se ainda a correlação entre medidas quantitativas de aspectos morfológicos microscópicos com as características físicas das gorduras. Foram realizadas análises dos pontos de amolecimento e fusão, viscosidade, consistência, conteúdo de gordura sólida, distribuição estereoespecífica dos ácidos graxos através de hidrólise enzimática, e estrutura cristalina das amostras antes e após a reação de interesterificação química. A análise dos resultados indicou que as interações ocorridas entre os três componentes não foram significativas para os pontos de amolecimento e fusão, para a viscosidade e para a consistência antes da interesterificação, e, para o conteúdo de gordura sólida antes e após a interesterificação. Os coeficientes negativos para os parâmetros analisados demonstraram a existência de um efeito antagônico, próprio de interações eutéticas entre misturas de gorduras. Os pontos de amolecimento e de fusão foram dependentes das gorduras de palma e palmiste e das interações ocorridas entre os triacilgliceróis de cadeia média (TCM) e as gorduras de palma e palmiste. A viscosidade dependeu das gorduras de palma, palmiste e TCM. A consistência dependeu das gorduras de palma e palmiste e das interações binárias entre TCM e palmiste e entre palma e palmiste. O conteúdo de gordura sólida dependeu das gorduras de palma e palmiste e das interações binárias entre elas. Estabeleceram-se, ainda, diagramas triangulares, onde foram indicadas curvas de níveis. Os resultados da distribuição estereoespecífica demonstraram que, antes do rearranjo ao acaso, houve preferência do ácido oléico pela posição sn-2, enquanto que os ácidos palmítico e esteárico distribuíram-se principalmente pelas posições sn-1 e sn-3. Nos lipídios estruturados, os ácidos graxos saturados aumentaram sua participação na posição central do triacilglicerol, enquanto os ácidos graxos insaturados apresentaram diminuição nesta mesma posição. Para a estrutura cristalina foram determinados a dimensão fractal, o diâmetro e o número dos cristais, às temperaturas de 15, 20, 25 e 30ºC. Os números de cristais estiveram compreendidos entre 38 a 5245 e entre 33 a 3318, antes e depois da interesterificação, respectivamente. A dimensão fractal variou de 1,47 a 2,44 e de 1,35 a 2,59, antes e após a interesterificação, respectivamente. Os diâmetros médios dos cristais antes da interesterificação estiveram na faixa de 11,93 a 643,48&#61549;m e, após a interesterificação, os valores variaram de 12,96 a 299,20&#61549;m. Os lipídios estruturados apresentaram menor número de cristais e menores dimensões fractais que as misturas originais, com exceção da amostra que continha 2/3 de gordura de palma. / Structured lipids are compounds that can be synthesized by blending followed interesterification of fats and oils. These compounds, formed by rearrangement of medium and long chain tryacylglicerols show physical, chemical and nutritional characteristics different from the original lipids. They can also be considered “nutraceuticals” because of their potentiality in preventing and treating illnesses. This is due to the present clinical advantages associated to the medium chain fatty acids (MCFA) and also, the particular structure of the lipidic molecule formed by the interesterification. Two lipid modification methods were used in this study: blending and interesterification. Refined palm oil, palm kernel oil and medium chain tryacylglicerols (Trigliceril CM&#61666;) were used as raw material. Ten experiments were planned and carried out. A mathematical model using the special cubic type multiple regression was applied to the analytical responses obtained. The results were shown in triangular diagrams where the contour curves were traced. A correlation between the quantitative measures of the microscopic morphologic aspects and the physical characteristics of the lipids was also established. The following analysis were carried out: determination of softening and melting points, viscosity, consistency, solid fat content, stereospecific distribution of fatty acids by enzymatic hydrolysis technique, and crystal structure of samples obtained before and after chemical interesterification. The results show that the interactions that occurred amongst the three components were not significant in relation to the softening and melting points, the viscosity, and the consistency before interesterification, and the solid fat content before and after interesterification. The negative coefficients of the parameters analyzed show an antagonic effect, which is characteristic of eutectic interactions amongst fats. The softening and melting points depended on the palm and palm kernel fats, and on the interactions that occurred between the medium chain tryacylglicerols (MCT) and the palm and palm kernel fats. The viscosity depended on the palm and palm kernel fats and on the medium chain tryacylglicerols (MCT). The solid fat content depended on the palm and palm kernel fats and on the binary interactions between them. The results of the stereospecific distribution showed that, instead of a random distribution, oleic acid was preferably esterified at the sn-2 position, whereas palmitic and stearic acids were mainly distributed at the sn-1 and sn-3 positions. The saturated fatty acids in the structured lipids increased their participation in the tryacylglicerol central position, whereas the unsaturated fatty acids decreased their participation at the same position. Fractal dimension, crystal diameter, and crystal number at 15, 20, 25 and 30ºC were determined to analyze the crystal structure. Fractal dimension varied from 1,47 to 2,44 and from 1,35 to 2,59 before and after the interesterification reaction, respectively. The crystal number varied from 38 to 5245 and from 33 to 3318, before and after the interesterification reaction, respectively. The average diameter of the crystals before interesterification varied from 11,93 to 643,48&#61549;m and, after interesterification, these values varied from 12,96 to 299,20&#61549;m. Structured lipids showed a smaller crystal number and smaller fractal dimensions than the original mixtures, with exception of the sample containing 2/3 of palm oil.

Através da mistura de óleos e gorduras e de posterior interesterificação, é possível obter compostos denominados de lipídios estruturados. Estes compostos formados pelo rearranjo de triacilgliceróis de cadeias médias e longas apresentam características físicas, químicas e nutricionais diferentes dos lipídios que lhes deram origem. Devido a sua potencial capacidade para a prevenção e tratamento de doenças, também podem ser considerados "nutracêuticos" por apresentarem vantagens clínicas que se encontram associadas aos ácidos graxos de cadeia média (AGCM) e à estrutura particular de sua molécula lipídica formada pela interesterificação. Esta pesquisa empregou dois métodos de modificação de óleos e gorduras: mistura e interesterificação. As matérias-primas utilizadas foram gorduras refinadas de palma e de palmiste, e triacilgliceróis de cadeia média (Trigliceril CM&#61666;). Foi utilizado um planejamento de dez experimentos. Para as respostas analíticas foi aplicado um modelo de regressão múltipla, do tipo cúbico especial. Os resultados foram apresentados em diagramas triangulares. Estabeleceu-se ainda a correlação entre medidas quantitativas de aspectos morfológicos microscópicos com as características físicas das gorduras. Foram realizadas análises dos pontos de amolecimento e fusão, viscosidade, consistência, conteúdo de gordura sólida, distribuição estereoespecífica dos ácidos graxos através de hidrólise enzimática, e estrutura cristalina das amostras antes e após a reação de interesterificação química. A análise dos resultados indicou que as interações ocorridas entre os três componentes não foram significativas para os pontos de amolecimento e fusão, para a viscosidade e para a consistência antes da interesterificação, e, para o conteúdo de gordura sólida antes e após a interesterificação. Os coeficientes negativos para os parâmetros analisados demonstraram a existência de um efeito antagônico, próprio de interações eutéticas entre misturas de gorduras. Os pontos de amolecimento e de fusão foram dependentes das gorduras de palma e palmiste e das interações ocorridas entre os triacilgliceróis de cadeia média (TCM) e as gorduras de palma e palmiste. A viscosidade dependeu das gorduras de palma, palmiste e TCM. A consistência dependeu das gorduras de palma e palmiste e das interações binárias entre TCM e palmiste e entre palma e palmiste. O conteúdo de gordura sólida dependeu das gorduras de palma e palmiste e das interações binárias entre elas. Estabeleceram-se, ainda, diagramas triangulares, onde foram indicadas curvas de níveis. Os resultados da distribuição estereoespecífica demonstraram que, antes do rearranjo ao acaso, houve preferência do ácido oléico pela posição sn-2, enquanto que os ácidos palmítico e esteárico distribuíram-se principalmente pelas posições sn-1 e sn-3. Nos lipídios estruturados, os ácidos graxos saturados aumentaram sua participação na posição central do triacilglicerol, enquanto os ácidos graxos insaturados apresentaram diminuição nesta mesma posição. Para a estrutura cristalina foram determinados a dimensão fractal, o diâmetro e o número dos cristais, às temperaturas de 15, 20, 25 e 30ºC. Os números de cristais estiveram compreendidos entre 38 a 5245 e entre 33 a 3318, antes e depois da interesterificação, respectivamente. A dimensão fractal variou de 1,47 a 2,44 e de 1,35 a 2,59, antes e após a interesterificação, respectivamente. Os diâmetros médios dos cristais antes da interesterificação estiveram na faixa de 11,93 a 643,48&#61549;m e, após a interesterificação, os valores variaram de 12,96 a 299,20&#61549;m. Os lipídios estruturados apresentaram menor número de cristais e menores dimensões fractais que as misturas originais, com exceção da amostra que continha 2/3 de gordura de palma. / Structured lipids are compounds that can be synthesized by blending followed interesterification of fats and oils. These compounds, formed by rearrangement of medium and long chain tryacylglicerols show physical, chemical and nutritional characteristics different from the original lipids. They can also be considered “nutraceuticals" because of their potentiality in preventing and treating illnesses. This is due to the present clinical advantages associated to the medium chain fatty acids (MCFA) and also, the particular structure of the lipidic molecule formed by the interesterification. Two lipid modification methods were used in this study: blending and interesterification. Refined palm oil, palm kernel oil and medium chain tryacylglicerols (Trigliceril CM&#61666;) were used as raw material. Ten experiments were planned and carried out. A mathematical model using the special cubic type multiple regression was applied to the analytical responses obtained. The results were shown in triangular diagrams where the contour curves were traced. A correlation between the quantitative measures of the microscopic morphologic aspects and the physical characteristics of the lipids was also established. The following analysis were carried out: determination of softening and melting points, viscosity, consistency, solid fat content, stereospecific distribution of fatty acids by enzymatic hydrolysis technique, and crystal structure of samples obtained before and after chemical interesterification. The results show that the interactions that occurred amongst the three components were not significant in relation to the softening and melting points, the viscosity, and the consistency before interesterification, and the solid fat content before and after interesterification. The negative coefficients of the parameters analyzed show an antagonic effect, which is characteristic of eutectic interactions amongst fats. The softening and melting points depended on the palm and palm kernel fats, and on the interactions that occurred between the medium chain tryacylglicerols (MCT) and the palm and palm kernel fats. The viscosity depended on the palm and palm kernel fats and on the medium chain tryacylglicerols (MCT). The solid fat content depended on the palm and palm kernel fats and on the binary interactions between them. The results of the stereospecific distribution showed that, instead of a random distribution, oleic acid was preferably esterified at the sn-2 position, whereas palmitic and stearic acids were mainly distributed at the sn-1 and sn-3 positions. The saturated fatty acids in the structured lipids increased their participation in the tryacylglicerol central position, whereas the unsaturated fatty acids decreased their participation at the same position. Fractal dimension, crystal diameter, and crystal number at 15, 20, 25 and 30ºC were determined to analyze the crystal structure. Fractal dimension varied from 1,47 to 2,44 and from 1,35 to 2,59 before and after the interesterification reaction, respectively. The crystal number varied from 38 to 5245 and from 33 to 3318, before and after the interesterification reaction, respectively. The average diameter of the crystals before interesterification varied from 11,93 to 643,48&#61549;m and, after interesterification, these values varied from 12,96 to 299,20&#61549;m. Structured lipids showed a smaller crystal number and smaller fractal dimensions than the original mixtures, with exception of the sample containing 2/3 of palm oil.

Orientador: Lireny Aparecida Guaraldo Gonçalves / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-10T11:18:39Z (GMT). No. of bitstreams: 1 CastilloCaceres_Miluska_D.pdf: 4551076 bytes, checksum: 6ee1a84c4711f4c33fe2827986175ce6 (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: As gorduras trans, principalmente presentes nos alimentos industrializados como biscoitos, gorduras para fritura, margarinas, entre outros, são resultados da hidrogenação parcial, processo utilizado pela indústria há mais de 100 anos / Abstract: Trans fats, most contained within food industrialized and biscuits, fats for frying, margarine and others, are the result of partial hydrogenation, a process used by the industry for more than 100 years / Doutorado / Doutor em Tecnologia de Alimentos

Made available in DSpace on 2017-07-10T17:59:31Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Carolline Rodrigues Ranucci.pdf: 1478673 bytes, checksum: dbf05cf901d293b1091d138f2695fb5f (MD5) Previous issue date: 2015-09-25 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The increase in global energy demand has contributed to the search for alternative energy sources aimed at reducing the dependency on fossil fuels. The airline industry increasingly invests in the development of a less dependent on fossil fuel sources, that is from renewable sources and to maintain the original composition of fossil kerosene (jet fuel-1), preventing changes are needed in aircraft engines. An alternative is the production of so-called Biokerosene from oil intended for energy purposes. In this context, there are the jatropha oil (Jatropha curcas L.), babassu (Orbignya phalerata) and palm kernel (Elaeis guineenses) who present themselves as strong potential for the production of bio-kerosene. The objective of this study was to obtain an alternative aviation biofuel to fossil kerosene (jet fuel-1) from the transesterification reaction by homogeneous catalysis, esters were subjected to vacuum fractional distillation process, and the fractions that showed higher contents of minor carbon chains compounds were mixed with fossil commercial kerosene in the proportions of 5, 10 and 20% (biokerosene/kerosene). Also mixtures of the methyl esters of kerosene were performed in the same proportions. Some quality specifications determined by the standard of ANP No. 38 of 28.07.2011 DOU 29.07.2011, as the kinematic viscosity, calorific value, density and flash point were tested for both the methyl esters and bio-kerosene as to their mixtures to fossil kerosene. Mixtures up to 20% bio-kerosene jatropha, babassu and palm kernel in the evaluated quality parameters only the calorific value did not meet the established limits, lying below this by a very small margin. Based on these results, it has been found feasible to carry blends of Jatropha Biokerosene, babassu oil and palm kernel prepared by this method with commercial jet fuel up to 10% (v/v), and if the range of acceptability of parameters is larger this percentage can reach up to 20%. The characterization of mixtures of methyl esters/kerosene confirmed that the biofuels obtained by the proportion between 10 and 20%, has properties comparable with the commercial aviation fuel available. / O aumento da demanda energética mundial tem contribuído para a busca de fontes alternativas de energia que visem à redução na dependência de combustíveis fósseis. O setor aéreo investe cada vez mais no desenvolvimento de um combustível menos dependente de fontes fósseis, que seja de origem renovável e que mantenha a composição original do querosene fóssil (QAV-1), evitando que sejam necessárias modificações nos motores das aeronaves. Uma alternativa está na produção do denominado bioquerosene a partir de oleaginosas destinadas para fins energéticos. Nesse contexto, tem-se os óleos de pinhão manso (Jatropha curcas L.), babaçu (Orbignya phalerata) e palmiste (Elaeis guineenses) que se apresentam como forte potencial para a produção de bioquerosene. O objetivo deste trabalho foi estudar a obtenção de um biocombustível de aviação alternativo ao querosene fóssil (QAV-1), a partir da reação de transesterificação por catálise homogênea, os ésteres obtidos foram submetidos ao processo de destilação fracionada a vácuo, e as frações que apresentaram maiores teores de compostos de cadeias de carbono menores foram misturadas ao querosene fóssil comercial nas proporções de 5, 10 e 20% (bioquerosene/querosene). Também foram realizadas misturas dos ésteres metílicos com o querosene nas mesmas proporções. Algumas especificações de qualidade determinadas pela Norma da ANP Nº 38, de 28.07.2011 DOU 29.07.2011, como a viscosidade cinemática, poder calorífico, massa específica e ponto de fulgor, foram testadas tanto para os ésteres metílicos e bioquerosene quanto para as suas misturas ao querosene fóssil. As misturas de até 20% de bioquerosene de pinhão manso, babaçu e palmiste nos parâmetros de qualidade avaliados apenas o poder calorífico não atendeu os limites estabelecidos, encontrando-se abaixo deste por uma margem muito pequena. Com base nestes resultados, verificou-se ser viável realizar misturas de bioquerosene de pinhão manso, babaçu e palmiste preparadas por este método com querosene de aviação comercial em até 10% (v/v), e caso a faixa de aceitabilidade dos parâmetros seja ampliada, este percentual pode chegar a até 20%. As caracterizações das misturas dos ésteres metílicos/querosene confirmaram que o biocombustível obtido pela proporção entre 10 e 20%, possui propriedades comparáveis com o combustível de aviação comercial disponível.