Orientador: Rubens Maciel Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-18T00:25:55Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Lodi_Leandro_M.pdf: 2994476 bytes, checksum: 76d1a0310770d2c2352f95d0f41c04af (MD5) Previous issue date: 2011 / Resumo: A crescente demanda por óleos leves nas últimas décadas está forçando a indústria de petróleo a desenvolver processos novos e mais eficientes, além de adaptar e otimizar os existentes no processamento dos óleos crus pesados, extra-pesados e seus resíduos. A extração com diferentes solventes na região do supercrítico apresenta-se como alternativa técnica potencialmente viável quando comparada à extração convencional. O uso do fluido supercrítico possui algumas vantagens como: maior rendimento, melhor qualidade do produto óleo desasfaltado (ODES) e do asfalto, bem como a acessibilidade de recuperação do solvente. Entretanto, um importante passo no estudo destes processos, para viabilização industrial, têm-se os testes em escala piloto, nos quais se inicia a definição das variáveis de processo e econômicas. Os processos piloto fazem parte de etapas importantes para definição da viabilidade ou não de um processo, fornecendo, ainda, importantes dados para as avaliações de segurança do processo e estabelecimento das salvaguardas, as quais estabelecerão um processo seguro para operadores e instalações. Neste trabalho é apresentada uma proposta de montagem de unidade piloto para processo de desasfaltação em diferentes condições de operação. Tal processo servirá para pesquisa de novas alternativas com possibilidade de variações das condições de processo: temperatura, pressão e composição. O processo possibilitou que os resultados obtidos por meio dos experimentos sejam confiáveis e passíveis de implantação em processo industrial em grande escala / Abstract: The increase demand for light oils in the last decade is carrying to the petroleum industry to develop new processes and more efficient, besides to adapt and to optimize the existent process related to the crude oil (being heavy and extra - heavy) and its fractions obtained from distillation processing. Extraction process with different solvents in the supercritical area represents an alternative technique potentially viable when compared to conventional extraction. The supercritical fluid has specific advantages such as: higher yield, better quality of deasphalted oil and the asphalt, and also, the solvent recovery. Furthermore, experimental trials in a pilot scale are considered important tool to study these processes in terms of the operating and economic variables. In accordance to Seider and co-workers (2003), processes in pilot scale make part of the important steps for feasibility definition or not of them. In addition, the pilot process provides significant data for safe process and safety-guard evaluation, to apply in the safety of people and locations. In this work is presented a proposal for assembling a deasphalting pilot unit which will be operated at different conditions (temperature and pressure) in the normal region (related to liquid phase) and supercritical region. This study allowed to obtain important results regarding to screening variables of the deasphalting process. In the same sense, results showed that collected data are reliable and they might be used for the implantation in a large scale of the process / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Fernando Antonio Cabral / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química / Made available in DSpace on 2018-08-06T10:41:25Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Rodrigues_RafaelladaFonseca_M.pdf: 8192637 bytes, checksum: c2b313105f25ac3c6eff14827391dd44 (MD5) Previous issue date: 2005 / Resumo: A cumarina é um princípio ativo volátil encontrado em diversas espécies de plantas tais como guaco, emburana, agrião, cumaru, canela, entre outras, e em frutas como morango, cereja e damasco. Possuí um odor forte e característico de baunilha. É utilizada como fixador de perfumes, aditivo em tintas e spray, aromatizantes de alimentos, produtos de limpeza, além de possuir propriedades antibióticas, bronco dilatadora, fungicida, anticoagulante, analgésica e também ser utilizada em tratamentos contra o câncer. Os processos mais comumente utilizados para obtenção de princípios ativos de plantas envolvem o uso de compostos orgânicos tóxicos como solvente de extração. Produtos farmacêuticos, alimentícios e cosméticos podem ser obtidos através do uso de um solvente na fase supercrítica com as vantagens de se utilizar solventes atóxicos e de se trabalhar a temperaturas relativamente baixas, sendo facilmente separado do produto final, devido a sua alta volatilidade, resultando em rendimento e seletividades superiores aos obtidos nos métodos convencionais de extração. O presente trabalho teve como objetivo, estudar o comportamento da solubilidade da cumarina em CO2 supercrítico, em diversas condições experimentais, assim como avaliar os parâmetros de processo para extração de cumarina por meio de CO2 supercrítico a partir de sementes de emburana. Os dados de equilíbrio transcritos em termos de solubilidade foram correlacionados pela modelagem termodinâmica que emprega a equação de estado de Peng-Robinson. Neste caso testou-se duas regras de mistura distintas, a clássica de van der Waals, com parâmetros de interação dependentes da temperatura e a regra de mistura de Mohamed-Holder com parâmetro de interação dependente da densidade do solvente. O modelo termodinâmico com a regra de mistura de van der Waals mostrou boa capacidade de correlação e extrapolação dos dados experimentais de solubilidade. Os parâmetros de processo estudados foram temperatura, pressão, tipo e tamanho de partícula. Os resultados revelam efeitos significativos das condições termodinâmicas de temperatura e pressão sobre a extração e sua seletividade. Os baixos rendimentos conseguidos apontam a necessidade de adequação da técnica para a extração de cumarina a partir de sementes de emburana, como por exemplo, a utilização de co-solventes / Abstract: Coumarin is a volatile principle active found on several vegetable species like guaco, emburana, water-cress, ipeca, coumarou, carapiá, cinnamon, among others, and in fruits like strawberry, cherry and damask. It has a characteristic strong vanilla smell. It is used as a perfume fixer, paint and spray additive, food flavoring, cleaning products, and also possesses antibiotic, bronchial dilator, fungicide, anticoagulant, analgesic properties and can also be used on cancer treatments. The most usual procedures to obtain vegetable active principles involve the use of toxic organic substances as extraction solvents. Besides, conventional extraction technique requires the purification of the obtained substances, what is usually made through use of high temperatures that can damage the product. Pharmaceutical, alimentary and cosmetic products can be obtained through use of a solvent in its supercritical phase with the advantages of use a non-hazardous solvents and work procedures on relatively low temperatures since the final product can be easily dissociated due to its high volatility, resulting in improved selectivity and efficiency when compared to traditional extraction methods. The present work had as an objective to study the solubility behavior of coumarin in supercritical CO2 on several experimental conditions, as well as evaluate procedure parameters to the coumarin extraction from emburana seeds through use of supercritical CO2. The results were correlated using the Peng-Robinson state equation with interaction parameters based on solvent density (Mohamed-Holder) and the van der Waals classic mixture rule, with parameters based on temperature. The Peng-Robinson thermodynamical model with van der Waals presented a good correlation capability and solubility experimental data extrapolation. The process parameters studied were temperature, pressure, type and size of the particle. The results show significant effects on pressure and thermodynamical conditions over the extraction and its selectivity. The low efficiency rates obtained point to the necessity of technique adjustment for coumarin extraction from emburana seeds, like for example, the use of co-solvents / Mestrado / Engenharia de Processos / Mestre em Engenharia Química

Orientador: Saul Gonçalves d'Avila / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-07-23T09:15:11Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Alves_RitaMariadeBrito_M.pdf: 4832036 bytes, checksum: 16e349fd71d878e99caa59246a636b27 (MD5) Previous issue date: 1998 / Resumo: Este trabalho apresenta a avaliação de duas equações de estado não cúbicas, as equações PHCT e SUZUKI, em relação aos seus desempenhos em cálculos de equili'brio líquido-vapor (EL V) para projeto e simulação de processo. A complexa equação PHCT original é adequada para representar EL V de misturas binárias e multicomponentes de hidrocarbonetos leves e pesados na faixa de temperatura e pressão normalmente encontrada em processos petroquímicos. Entretanto, a escassez de extensas tabelas de parâmetros de componentes puros e de interação binária apropriadas impede a aplicação generalizada desta equação em cálculos de processos. Um exemplo deste fato é dado em relação a simulação de uma coluna de destilação industrial envolvendo a separação de 17 hidrocarbonetos de diferentes tamanhos. Apesar de demandar mais tempo de computação, os resultados são equivalentes àqueles obtidos com a equação de estado cúbica de Soave-Redlich-Kwong, mais simples estruturalmente. A equação de SUZUKI é urna expressão não cúbica que fornece boa representação de isotermas de dados PVT na região crítica, indicando, desta forma, um potencial para aplicação em projeto e simulação de processos supercríticos. A avaliação é restrita ao EL V de sistemas contendo CO2 na faixa de alta pressão. A equação mostrou-se apropriada para correlacionar e predizer dados de equilíbrio de fases de misturas envolvendo compostos normalmente encontrados em produtos naturais. Entretanto, quando se usa a equação cúbica de Peng-Robinson, para os mesmos sistemas, são obtidos resultados equivalentes / Abstract: This work presents the evaluation of two non cubic equations of state, namely PHCT and SUZUKI equations, concerning their performance in VLE calculations for process design.The original, complex PHCT equation is adequate to represent VLE of binary and multicomponent mixtures of low and high molecular weight hydrocarbons in the range of temperature and pressure normally found in petrochemical processes. However, the lack of suitable and extensive tables for pure components and binary interaction parameters hinders the generalized application of this equation in process designo An example is given concerning the simulation of a distillation column involving the separation of 17 hydrocarbon components. Although demanding more computer time, the results are equivalent to those obtained with the more simple, cubic Soave-Redlich-Kwong equation. SUZUKI equation is a non cubic expression tOOt gives a good representation of isothenns of PVT data in the critical region, thus indicating a potential for application to design of supercritical processes. The evaluation is restricted to EL V of CO2 containing systems in the high pressure range. The equation showed to be appropriate to correlate and predict phase equilibrium data of mixtures involving compounds normally found in natural products. However, when using the cubic Peng-Robinson equation, for the same systems, equivalent results are obtained. / 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 2018-07-31T15:55:00Z (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 Angela de Almeida Meireles / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-13T04:16:44Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cavalcanti_RodrigoNunes_M.pdf: 38161190 bytes, checksum: 52a9f06bfcd237167fdac55c212e06f5 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: O Brasil constitui um grande produtor de plantas e frutas tropicais, cujo emprego pelas indústrias farmacêutica, alimentícia e de cosméticos vem aumentando a cada ano. Com a finalidade de aproveitar efetivamente o seu potencial, o país necessita desenvolver e/ou adaptar tecnologias que sejam economicamente viáveis e ecologicamente corretas como, por exemplo, os processos de extração com solventes GRAS (Generally Recognized as Safe). Dentro desse âmbito, o processo de extração supercrítica caracteriza-se pela obtenção de produtos de elevada qualidade com a minimização dos resíduos de solventes e da alteração das propriedades do extrato em comparação aos processos de extração convencionais. Apesar dessa tecnologia já estar sendo estudada há muitos anos no Brasil e da vasta disponibilidade de matéria-prima de alta qualidade e baixo custo no país, ainda não existe na América Latina nenhuma planta industrial. A produção de oleaginosas tem mostrado um notável aumento nas últimas décadas. Esta evolução deve-se ao crescente consumo de gorduras comestíveis, como óleos vegetais e seus produtos, devido à substituição gradual da gordura animal pela de origem vegetal. A mudança está relacionada com a noção de estilo de vida saudável e a necessidade de comer alimentos com uma influência positiva na saúde, aumentando o uso de alimentos ricos em compostos com comprovado benefício. Sendo assim, estudos visando o conhecimento sobre as possibilidades de comercialização de matrizes oleaginosas são necessários para proporcionar o beneficiamento social, econômico e ambiental através da valorização e/ou do aproveitamento de seus produtos e subprodutos, o que implica em uma maior competitividade, e conseqüente, expansão comercial, uma vez que se observa uma tendência generalizada do mercado em relação à busca por produtos que não agridam o meio ambiente, gerem vantagens econômicas e possibilitem o desenvolvimento social. Este trabalho pretende avaliar o processo de extração supercrítica de matriz vegetal oleaginosa de origem Amazônica, através da determinação e caracterização dos parâmetros de processo e composição química dos extratos obtidos. Este estudo divide-se em três etapas. Na etapa de caracterização química e física foram determinados a composição, o tamanho e a densidade das partículas da matriz vegetal oleaginosa. Na etapa de extração, foi realizada a determinação dos parâmetros de processo, bem como a caracterização dos extratos com relação ao teor de tocoferóis, tocotrienóis, composição em ácidos graxos, fenóis, flavonóides e atividade antioxidante. Na última etapa, foi realizada a análise de viabilidade econômica, visando a determinação da condição de extração que possibilite a melhor relação custo-benefício. A otimização das condições de separação da mistura de extrato e solvente constitui uma etapa importante do processo de extração de produtos naturais utilizando fluidos supercríticos, uma vez que permitirá uma melhor recuperação e/ou fracionamento do extrato / Abstract: Brazil is a great producing of plants and tropical fruits whose utilization by the pharmaceutical, nutrition and cosmetics industries has been increasing every year. With the purpose of taking advantage his/her potential indeed it is necessary to develop and/or to adapt technologies economically viable and ecologically correct as, for instance, the extraction processes with GRAS solvents (Generally Recognized as Safe). Inside of that extent the process of supercritical fluid extraction is characterized by the obtaining of products with high quality, the minimization of the residues of solvents and of the alteration of the properties of the extract in comparison with the conventional extraction processes. In spite of that technology has been studied many decades in Brazil and of the vast readiness of raw material of high quality and low cost in the country, it still doesn't exist in Latin America any industrial plant. Besides that, the production of oleaginous has been showing a notable increase in the last decades. This evolution is due to the crescent consumption of eatable fats, as vegetable oils and their products, due to the gradual substitution of the animal fat for the of vegetable origin. The change is related with the notion of healthy lifestyle and the need of eating foods with a positive influence in health, increasing the use of foods rich in elements with proven health benefit. Therefore, studies seeking the knowledge about the possibilities of commercialization of oil matrices are necessary to provide the improvement social, economical and environmental through the valorization and/or of the use of their products and sub-products what implicates in a larger competitiveness, and consequently, commercial expansion, once a widespread tendency of the market is observed in relation to the search by products that don't attack the environment, generate economical advantages and make possible the social development. This work intends to evaluate the process of supercritical fluid extraction of oil matrices from Amazonian origin, through the determination and characterization of the process parameters and chemical composition of the obtained extracts. This study becomes separated in three stages. In the stage of chemical and physical characterization it was obtained the chemical composition, size and density of the particles of the oil matrices. In the extraction stage the determination of the process parameters was accomplished, as well as the characterization of the extracts regarding the composition of: tocopherols, tocotrienols, fatty acids, phenols, flavonoids and antioxidant activity. In the last stage the analysis of economical viability was accomplished seeking the determination of the extraction condition to make possible the best relationship cost-benefit. The optimization of the conditions of separation of the extract mixture and solvent constitutes an important stage of the process of extraction of natural products using supercritical fluids, once it allow a better recovery and/or separation of the extract. / Mestrado / Mestre em Engenharia de Alimentos

Orientadores: Maria Regina Wolf Maciel, Rubens Maciel Filho / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-14T19:21:50Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Quirino_FilipeAugustoBarral_M.pdf: 2305218 bytes, checksum: 4442e2951234a27e439a18c7f1fcd9d6 (MD5) Previous issue date: 2009 / Resumo: A desasfaltação do petróleo é um dos principais processos primários no refino de óleo cru. O estudo do processo de desasfaltação tem merecido atenção considerável nas últimas décadas, devido ao aumento das reservas de óleos crus pesados. No Brasil, grande parte das reservas exploradas produz óleos pesados, uma vez que a crescente redução no processamento de petróleos leves aliada à crescente demanda por combustíveis e lubrificantes de melhor qualidade força a indústria nacional de petróleo a desenvolver processos novos e mais eficientes para o refino do petróleo e seus resíduos. Os asfaltenos, encontrados em grande quantidade nos petróleos pesados, devem ser removidos do óleo de modo a se obter rendimentos mais altos no processo de craqueamento catalítico e produzir um óleo desasfaltado (DAO) mais leve. A extração de asfaltenos de um resíduo de petróleo com fluido supercrítico apresenta-se como uma alternativa viável para o processo de desasfaltação de resíduo de vácuo na produção de óleo lubrificante. Neste trabalho, foi estudado um processo de desasfaltação de petróleo pesado através da extração com fluido supercrítico. Toda a problemática do equilíbrio de fases do sistema foi avaliada através da construção computacional de diagramas de fases ternários para a mistura asfalto-óleosolvente. Foi selecionado um modelo termodinâmico capaz de predizer o equilíbrio de fases na desasfaltação para as condições supercríticas do solvente. Uma unidade de desasfaltação a propano foi simulada através de simulador comercial de processos, a fim de remover asfaltenos, resinas e demais componentes pesados de um óleo cru. Simulações foram realizadas considerando processo de extração líquido-líquido e separação supercrítica. Uma análise de sensitividade foi conduzida de modo a avaliar a influência das principais variáveis operacionais no processo. A eficiência da extração e a qualidade dos produtos foram verificadas com variações sistemáticas em variáveis independentes, de modo a obter rendimentos mais elevados na remoção de asfaltenos e recuperação de frações leves, visando a otimização do processo. O estabelecimento desta plataforma de simulação e os resultados obtidos foram de fundamental importância, por não serem facilmente encontrados na literatura aberta. A avaliação computacional da planta de desasfaltação servirá de base para o projeto e operação de planta piloto, a qual validará os dados obtidos. / Abstract: Petroleum deasphalting is one of the major primary processes in crude oil refining. The study of deasphalting has gained considerable attention in the last few decades due to the increase in heavy crude oil reserves. In Brazil, the majority of the explored reserves produce heavy oils. The increasing reduction in the processing of light oils, added to the increasing demand for fuels and lube oils of better quality, force the Brazilian oil industry to develop new and upgraded processes for the refining of crude oil and their residues. Asphaltenes, which are found in large amount in heavy oils, must be removed from the oil in order to get higher yields in the fluid catalytic cracking process (FCC) and to produce lighter deasphalted oil (DAO). The extraction of asphaltenes from petroleum residues though supercritical fluid is presented as a viable alternative for the vacuum-residue deasphalting, in the lube oil production. In this work, a deasphalting process of heavy crude oil through supercritical fluid extraction was studied. All the problematic of the system phase equilibrium was evaluated through the computational construction of phase ternary diagrams for the asphalt-oil-solvent mixture. A thermodynamic model capable to predict the phase behavior in the deasphalting process for the supercritical conditions of the solvent was selected. A propane deasphalting unit was simulated using a commercial process simulator, in order to remove asphaltenes, resins and heavy components from the crude. Simulations were carried out considering liquid-liquid extraction and supercritical separation. A sensitivity analysis was carried out in order to evaluate the influence of the main operational variables on this process. The efficiency of the extraction and the product quality was verified with systematic variations in the independent variables, in order to obtain higher yields in asphaltene removal and in light oil fractions recovery, aiming the process optimization. The establishment of this kind of simulation as well as the obtained results was very important because they are not easily found in the open literature. The computational evaluation of the deasphalting plant will serve as basis for operation and design of a pilot plant, which can validate the simulation data. / Mestrado / Desenvolvimento de Processos Químicos / Mestre em Engenharia Química

Orientadores: Frederico Guare Cruz, Martin Aznar, Silvio Alexandre Beisl Vieria de Melo / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-11T08:04:51Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Cavalcanti_VanessaMendesSantos_D.pdf: 1641184 bytes, checksum: 8d3204ee76b0600654a4f08f8683441b (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: Spilanthes acmella var oleraceae, populannente conhecida como jambu, é uma erva típica da região norte do Brasil, onde faz parte de pratos da culinária local. Na medicina popular é utilizada no tratamento de afecções da boca e garganta e como analgésico para dores de dentes. Na indústria, extratos deste gênero têm sido utilizados em produtos de higiene oral e em composições alimentícias como agente refrescante e aromatizante. Recentemente vem sendo utilizado em composições cosméticas como agente anti-sinais de envelhecimento, entre outros. Estas propriedades são atribuídas à presença de uma alcamida alifática denominada espilantol. Os processos convencionais para extrair o espilantol de espécies vegetais nonnalmente utilizam solventes orgânicos. Estes processos são inadequados em vários aspectos como, por exemplo, utilização de temperaturas elevadas no processamento, necessidade de etapas adicionais de purificação; baixa seletividade, entre outros. Nesse contexto, a tecnologia de extração com fluido supercrítico aparece como uma alternativa extremamente promissora para a obtenção do extrato de jambu. O objetivo dessa tese foi avaliar a viabilidade técnica e fmanceira da extração de espilantol da planta Spilanthes acmella var oleraceae utilizando como solvente o dióxido de carbono supercrítico a temperaturas entre 40 e 60 De e pressões entre 76 e 352 bar. Dados experimentais inéditos da cinética do processo de extração supercrítica foram gerados numa unidade de bancada em laboratório. Um bom equilíbrio entre recuperação de espilantol (em tomo de 70 a 80%.), teor de espilantol nos extratos (de 13 a 30%) e o aspecto do extrato (coloração variando de amarelo pálido a amarelo) foi obtido para densidades intennediárias do solvente supercrítico (400 a 700 kg/m3). Análises cromatográficas e por RMN indicaram a predominância de espilantol e material graxo de alto peso molecular nos extratos. O estudo preliminar de viabilidade financeira realizado através do cálculo do custo de manufatura do extrato e de indicadores econômicos, tais como a taxa interna de retomo, o tempo de retomo e o valor presente líquido, indicou que o preço de mercado do extrato de jambu pode absorver os custos da extração com fluido supercrítico com rentabilidade, segurança e liquidez. Palavras-chave: jambu, espilantol, fluido supercrítico, extração, Spilanthes oleraceae, Spilanthes acmella, isobutilamida, alcamida, análise financeira / Abstract: Spilanthes acmella var oleraceae, known as "jambu", is a typical herb from north of Brazil, where it is used in the local cuisine. In the folk medicine, it is employed as an analgesic for toothache and for throat and mouth complaints. In industry, the extract from jambu has been utilized in oral care and food compositions as a flavor and refresher. In cosmetics compositions it has been recendy used as anti-ageing active ingredient, among others applications. These properties are attributed to the presence of an aliphatic alkamide called spilanthol. The traditional process for extraction of spilanthol from plant material usually uses organic solvents. This process has disadvantages in several ways, for example, high operation temperature, need of additional purification process, low selectivity, among others. In this context, the supercritical fluid technology emerges as an extremely hopeful alternative to this processo The aim of this work is the assessment of the technical and economical feasibility of extraction of spilanthol from Spilanthes acmella var oleraceae using supercritical carbon dioxide as solvent in the temperature range of 40-60°C and pressure range of 76-352 bar. There is no information in literature about supercritical extraction kinetic behavior for this system and new experimental data on this behavior was measured in a bench scale extraction unit. Good results for spilanthol recover (around 70 to 80%), spilanthol concentration in the extracts (13 to 30%) and organoleptic characteristics, 'as color extract (pale yellow to yellow), that is more convenient for industrial application, were obtained for supercritical solvent densities in the range of 400 to 700 kg/m3. Chromatographic and Nuclear Magnetic Ressonance (NMR) analysis indicated the predominance of spilanthol and heavy hydrocarbons in the extracts. The preliminary economical feasibility study, carried out through the manufacture cost of extract and economical indexes (internal rate of retum, payback period, net present value), indicated that supercritical carbon dioxide extraction of spilanthol from Spilanthes acmella var oleraceae is feasible / Doutorado / Engenharia de Processos / Doutor em Engenharia Química

Submitted by Gábia Leite (gabya.leite@gmail.com) on 2016-06-24T15:44:05Z No. of bitstreams: 1 Tese - Carlos Lamarão Pereira.pdf: 1465781 bytes, checksum: 99f18926764ddc8eca1f60bae0f45bec (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-07-11T15:59:49Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese - Carlos Lamarão Pereira.pdf: 1465781 bytes, checksum: 99f18926764ddc8eca1f60bae0f45bec (MD5) / Approved for entry into archive by Divisão de Documentação/BC Biblioteca Central (ddbc@ufam.edu.br) on 2016-07-11T16:03:52Z (GMT) No. of bitstreams: 1 Tese - Carlos Lamarão Pereira.pdf: 1465781 bytes, checksum: 99f18926764ddc8eca1f60bae0f45bec (MD5) / Made available in DSpace on 2016-07-11T16:03:52Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Tese - Carlos Lamarão Pereira.pdf: 1465781 bytes, checksum: 99f18926764ddc8eca1f60bae0f45bec (MD5) Previous issue date: 2015-01-30 / CAPES - Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The Amazon has a highly favorable for biodiversity search for new economic and scientific alternatives. Many researchers have sought to identify bioactive compounds regional plants, where even some research has shown the effectiveness of antioxidant compounds in combating free radicals, showing the importance of products of the Amazonian plant extraction in this scenario described, including examples like the fruits of açaí, cubiu and piquiá. Amazonian fruit have found enough space in the tests scientific achievements around the world, but little attention has been directed for their waste, whether industrial or subparts of these fruits, not enjoyed the food and / or pharmaceutical industry. This thesis project aims to identify, by the use of green chemistry, Bioactive compounds of commercial interest in waste or subparts underexplored of fruit trees and Amazonian tubers with objective of generating new products in the food and / or pharmaceutical field, or even patents. / A Amazônia apresenta uma biodiversidade altamente propícia para a busca de novas alternativas econômicas e científicas. Inúmeros pesquisadores têm buscado identificar compostos bioativos em plantas regionais, onde, inclusive, algumas pesquisas têm mostrado a eficácia de compostos antioxidantes no combate a radicais livres, demonstrando a importância dos produtos do extrativismo vegetal amazônico nesse cenário descrito, entre eles exemplos como os frutos de açaí, cubiu e piquiá. As frutíferas amazônicas têm encontrado bastante espaço nos ensaios científicos feitos ao redor do mundo, porém pouca atenção tem sido direcionada para seus resíduos, sejam eles industriais ou subpartes dessas frutas, não aproveitadas pela indústria alimentícia e/ou farmacêutica. Este projeto de tese visa à identificação, pelo uso de química verde, de compostos bioativos de interesse comercial presentes em resíduos ou subpartes pouco exploradas de espécies frutíferas e de tubérculos amazônicos, com o objetivo de geração de novos produtos na área alimentícia e/ou farmacêutica, ou ainda patentes.

A Copaifera langsdorffii é uma das plantas de incentivo governamental para pesquisas científicas e possui diversas atividades biológicas. Em especial, as atividades antitumoral e tripanocida foram abordadas neste estudo tendo o ácido caurenoico (AC) como marcador. Devido à escassa literatura sobre a extração do AC e à sua baixa solubilidade, sua extração foi estudada com solvente orgânico e por fluido supercrítico. A extração por fluido supercrítico é vantajosa já que não fornece extratos com resíduos de solventes orgânicos e é ecologicamente correta. Visto as atividades antitumoral e tripanocida do AC e estas atividades serem objeto de estudo nacional e mundial, o AC foi inserido em lipossomas convencionais e furtivos com a finalidade de torná-lo mais biodisponível, permitir seu alcance ao sítio-alvo e diminuir seus efeitos adversos. Assim, os objetivos deste trabalho foram segmentados em três vertentes: a) realizar o estudo e otimização da extração do ácido caurenoico a partir das folhas de C. langsdorffii, b) obter lipossomas convencionais, secá-los pelos métodos de secagem liofilização (FD), spray drying (SD) e spray freeze drying (SFD), comparar suas características físico-químicas e avaliar suas atividade antitumoral e tripanocida, c) obter lipossomas furtivos e avaliar sua seletividade tumoral. De maneira geral, os resultados das extrações sólido-líquido e por fluido supercrítico apresentaram boa seletividade e eficiência visto que foram capazes de fornecer extratos com aproximadamente 20% de AC. A extração por fluido supercrítico foi mais eficaz extraindo 26,2% de AC. Já os lipossomas convencionais secos por SD e SFD apresentaram-se mais semelhantes entre si quanto à propriedade de fluxo e morfologia, à interação do AC com os componentes da bicamada lipídica e à dissolução/ liberação que quando secos por FD. Os três métodos de secagem foram capazes de prolongar em seis meses a estabilidade do AC nos lipossomas quando comparado com a dispersão aquosa. Os lipossomas convencionais secos apresentaram citotoxicidade maior frente a células tumorais e menor frente a células normais quando carregados com o AC e comparados com os lipossomas convencionais vazios (sem AC). Foi possível sintetizar com sucesso o lipídeo ligado ao polietilenoglicol e ao ácido fólico com o intuito de preparar os lipossomas furtivos. Entretanto, estes lipossomas não apresentaram ação antitumoral seletiva quando comparados às células normais. / Copaifera langsdorffii is one of the Brazilian plants which receives governmental support for scientific researches and also presents several biological activities. The kaurenoic acid (KA) is a diterpenic acid constituent of this specie that presents, in special, antitumoral and tripanocide activities which were taken into account in this study. Due to the lack of KA extraction from C. langsdorffii leaves in the literature and to KA low solubility, its extraction was studied using solid-liquid and supercritical fluid extraction methods. The supercritical fluid extraction is advantageous since provides solvent-free extracts and is an environment friendly method. Since KA is antitumoral and tripanocide and both activities are subject of national and internacional studies, in this study, KA was added in conventional and stealth liposomes in order to increase its biodiponibility, to allow it reaching the target tissue and decrease its adverse effects. So, this work was divided in three segments: a) study and optimize the KA extraction from C. langsdorffii leaves by solid-liquid (SLE) and supercritical fluid (SFE) extraction methods, b) obtain conventional liposomes, dry them by freeze drying (FD), spray drying (SD) and spray freeze drying (SFD), compare their physico-chemical features and evaluate their antitumor and tripanocide activities, c) obtain stealth liposomes and evaluate their selective tumor activity. In a general way, the extraction methods result in high KA selective extraction by both SLE and SFE since they were able to extract nearly 20% of KA. The SFE was a bit more efficacious than SLE providing 26,2% of KA. Conventional liposomes dried by SD and SFD were more similar in fluidity and morphology, KA and liposome lipid compounds interaction and dissolution/ release than liposomes dried by FD. The three drying methods provided more stable liposomes than the aqueous solution liposomes. Dried conventional liposomes presented higher cytotoxicity to tumor cells and lower one to normal cells when loaded with KA than unloaded conventional liposomes. The lipid linked to poliethyleneglycol and to folic acid to prepare stealth liposomes were successfully synthesized. However, the stealth liposomes did not presented selective antitumor action in relation to normal cells.

Orientadores: Theo Guenter Kiechbusch, Alvaro Bandeira Antunes de Azevedo, Paulo Mazzafera / Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Quimica / Made available in DSpace on 2018-08-12T03:28:18Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Mazoni_JuliaNataliadeOliveira_M.pdf: 998492 bytes, checksum: 7716662fd0dc6deb60a847156f0a7a1a (MD5) Previous issue date: 2008 / Resumo: O nim (Azadirachta indica A. Juss) é uma árvore originária da Índia e seus extratos são amplamente utilizados na medicina popular como anti-séptico, vermífugo, contraceptivo, sabões, xampus, pastas dentais medicinais e no tratamento de várias moléstias. O principal princípio ativo encontrado nas sementes e em menor proporção no óleo de nim é a azadiractina, um tetranotriterpenóide que possui atividade inseticida. Este trabalho avaliou a aplicação de processos que usam fluidos supercríticos (FSC) em sementes (amêndoas moídas) de nim cultivadas no Estado de Pernambuco, contendo 1,05% de azadiractina (determinado por Soxhlet usando etanol) e 47,4% de óleo (determinado por Soxhlet utilizando hexano). As pressões de operação usadas foram 150, 200 e 250 bar nas temperaturas de 50, 60 e 70ºC (ensaios de extração com CO2 puro) e pressões de 200 e 300 bar nas temperaturas de 50 e 60ºC (ensaios de extração com CO2 contendo 5 ou 10% de etanol como co-solvente). A solubilidade do óleo em CO2 supercrítico aumenta com o incremento da pressão e diminui com o aumento da temperatura. A 300 bar e 50ºC a solubilidade é de 6,8 g de óleo/kg de CO2. Nos ensaios a 250 bar e 50ºC o CO2 puro foi capaz de remover 90% do óleo, mas apenas 6,4% de azadiractina das sementes. O uso de etanol como co-solvente favoreceu a extração de óleo (aumentos de 25%) e também de azadiractina, observando-se aumentos da ordem de 5 vezes para este princípio ativo. Um ensaio exploratório em duas etapas seqüenciais, a 50oC e 200 bar usando inicialmente 1800 g de CO2 puro, seguida de 1500 g de CO2+ 10% etanol, produziu uma fase oleosa na segunda etapa contendo cerca de 1,5% de azadiractina. Ensaios utilizando ciclos de pressão e despressurização de CO2 puro (entre 100 e 200 bar) a 40 e 60ºC visando a inativação de fungos presentes no nim mostraram-se eficientes na redução da contaminação de Aspergillus em sementes inteiras de nim (redução de até 80%), mas apresentaram resultados inconclusivos para as sementes moídas. Estes resultados são promissores para o desenvolvimento de uma tecnologia não-térmica de inativação que é quimicamente não-agressiva ao produto, usam temperaturas amenas e pressões que podem ser consideradas moderadas em comparação a processos de inativação a altas pressões (HPT). / Abstract: Neem (Azadirachta indica A. Juss) is a tree that grows naturally in India and neem extracts are widely used in the traditional medicine as antiseptic, worm killer, contraceptive, medicinal soaps, shampoos and toothpastes and for the treatment of several health disorders. The main active component found in the seeds and in lesser amount in neem oil is azadirachtin, a tetranotriterpenoid with insecticide properties. This work evaluated the applicability of processes that use supercritical fluids on milled seeds of neem cultivated in the State of Pernambuco, Brazil, containing 1.05% of azadirachtin (determined by Soxhlet with ethanol) and 47,4% of oil (determined by Soxhlet with hexane). The operational pressures used were 150, 200, 250 bar at 50, 60 and 70ºC temperature (extraction runs with pure CO2) and pressures of 200 and 300 bar and temperatures of 50 and 60ºC (extraction runs with CO2+ethanol as co-solvent). The solubility of neem oil in supercritical CO2 increases with the increase of pressure and decreases when temperature increases. At 300 bar and 50ºC the solubility is 6,8 g of oil/kg of CO2. Runs with pure CO2 at 250 bar and 50ºC were able to remove 90% of the oil, but only 6.4% of azadirachtin from the seeds. Using ethanol as co-solvent improved the oil extraction in about 20% and boosted the recovery of azadirachtin 5 times. A two-step extraction run, at 50ºC and 200 bar using 1800 g of pure CO2 followed by 1500 g of CO2+10% ethanol produced an oil phase with 1,5% of azadirachtin. Runs using pure CO2 under cycling pressure varying between 100 and 200 bar, at 40 and 50ºC in order to inactivate naturally occurring molds in neem showed effective reduction of Aspergillus contamination in whole seeds (80% reduction), but inconclusive results for milled seeds. These results seems promising for the development of non-thermal inactivation treatments that are chemically non-aggressive to the products, use mild temperatures and pressures that can be considered moderate compared to HPT processes. / Mestrado / Engenharia de Processos / Mestre em Engenharia Química