Orientador: Rosiane Lopes da Cunha / Texto em inglês e português / Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia de Alimentos / Made available in DSpace on 2018-08-22T16:01:09Z (GMT). No. of bitstreams: 1 Fasolin_LuizHenrique_D.pdf: 4514107 bytes, checksum: cbdb7bfe81fe688fefd10aac2e7238ac (MD5) Previous issue date: 2013 / Resumo: Os sistemas auto-organizáveis como meio para obtenção de produtos com diferentes características têm sido estudados como uma alternativa aos métodos tradicionais de produção de emulsões e gelificação. Todavia, a formação de produtos com ingredientes biocompatíveis ainda é pouco explorada, devido à complexidade e a toxicidade de alguns dos ingredientes geralmente utilizados. Nesse contexto, o objetivo geral desse trabalho foi produzir sistemas com diferentes características a partir do estudo do diagrama de fases de sistemas compostos por água, óleo vegetal, surfactante e co-surfactante biocompatíveis, além de um biopolímero gelificante. Na primeira parte deste estudo, a influência da concentração do co-surfactante (etanol) e da insaturação do óleo (óleo de girassol comum ou óleo de girassol alto oléico, HOSO) foi investigada. Os resultados mostraram que, dependendo da composição do meio, foram obtidas diferentes estruturas (microemulsões ou líquidos cristalinos) com distintos comportamentos reológicos. A formação dessas estruturas foi influenciada pela insaturação do óleo e pela concentração de etanol. Na segunda etapa, a substituição do etanol por ácidos orgânicos (acético e propiônico) foi estudada, bem como sua influência no comportamento reológico-estrutural dos sistemas. Nesse caso, a estruturação dos sistemas foi dependente da combinação entre os ingredientes. O óleo de girassol solubilizou maior quantidade de ácido propiônico devido sua maior hidrofobicidade, enquanto o HOSO apresentou mais afinidade com o ácido acético. Essa diferença de afinidades levou a mudanças no mecanismo de difusão do co-surfactante, bem como sua susceptibilidade à partição. A fim de estudar a viabilidade da adição da goma gelana nas microemulsões para obtenção de sistemas gelificados, uma terceira etapa foi realizada com o intuito de avaliar a interação desse polissacarídeo com o surfactante. Foram observados dois comportamentos predominantes, dependendo da concentração dos componentes. Em baixas concentrações de surfactante, a rede de gelana prevaleceu formando géis fortes com claro ponto de ruptura. Com o aumento da concentração, o surfactante começou a se auto-organizar em estruturas mais complexas até que em altas concentrações sua estrutura se tornou predominante com formação de géis fracos. Na última etapa do trabalho, a goma gelana foi adicionada em alguns sistemas do diagrama de fases formulados com HOSO com ou sem ácido acético. Os géis formulados sem ácido acético foram homogêneos e dependentes da razão água/surfactante. A maior quantidade de água levou a géis mais resistentes devido à formação de uma rede de gelana mais densa. Por outro lado, maiores concentrações de surfactante levaram a géis mais fracos e ao aparecimento de uma temperatura de transição relacionada à estruturação do surfactante. A adição de ácido levou à desestabilização da estrutura cristalina, impedindo a estruturação do surfactante. Além disso, ao invés de géis homogêneos, foram formados géis particulados ou microgéis, que foram auto-sustentáveis apenas em altas concentrações de água. Por fim, este trabalho mostrou que sistemas auto-organizados são de particular utilidade na obtenção de produtos com diferentes características tecnológicas, cujas propriedades podem ser moduladas de acordo com a aplicação / Abstract: Self-assembly systems as a way to obtaining products with different characteristics have been studied as an alternative to traditional emulsification and gelation methods. However, the use of biocompatible ingredients in these systems was scarcely explored due to the complexity or toxicity of the most common ingredients. Thus, the aim of this work was to produce systems with different technological characteristics from the study of phase diagrams composed by water, edible oil, surfactant and biocompatible cosurfactants, as well as a gelling biopolymer. In the first part of this work, the influence of the cosurfactant (ethanol) concentration and oil unsaturation (sunflower oil or high oleic sunflower oil, HOSO) was investigated from the phase-diagrams construction. Results showed that depending on the systems composition different structures could be obtained (microemulsion or liquid crystalline) with different rheological behavior. Moreover, the formation of these structures was influenced by the oil unsaturation and ethanol concentration. In the second step, the replacement of ethanol by organic acids (acetic and propionic) was evaluated, as well as their influence on the rheological-structural behavior. In this case, the systems self-assemble was dependent on the ingredients combination. Sunflower oil solubilized a great amount of propionic acid due to its higher hydrophobicity, whereas HOSO presented more affinity with acetic acid. These affinity differences between oil and cosurfactant changed the diffusion mechanism of the acid through the surfactant and oil tails as well as its susceptibility to the partition phenomenon. In order to study the feasibility of gellan gum addition in the microemulsion to obtain gelled systems, a third step was carried out to evaluate the interactions between this polysaccharide and the surfactant. It was observed two prevailing behavior depending on the components concentration. At low surfactant concentration the gellan network prevailed and formed hard gels were formed with clear rupture point. With the surfactant content increase, its moieties started to self-assembly in highly organized structures until that, at high concentration, these structures became predominant with the formation of weak or soft gels. In the last part of this work gellan gum was added to some systems of the phase diagram formulated with HOSO with or without acetic acid. The gels formulated without acetic acid were homogeneous gels and dependent on the water/surfactant ratio. The higher water content led to harder gels due to the formation of a denser gellan network. On the other hand, higher surfactant concentration led to weaker gels and a transition temperature related to the surfactant structuration was observed. The acid acetic addition led to the liquid crystalline destabilization, hindering the surfactant structuration. Moreover, instead of bulky gels, particulate gels or microgels were formed, which were self-supporting only at high water concentration. Finally, this work showed that self-assembly systems are particularly useful to obtain products with different technological characteristics, whose properties can be modulated according to the application / Doutorado / Engenharia de Alimentos / Doutor em Engenharia de Alimentos

Made available in DSpace on 2014-12-17T15:01:57Z (GMT). No. of bitstreams: 1 LeocadiaTCB.pdf: 1594369 bytes, checksum: da7a2bc5860922178cae36e104bfbd40 (MD5) Previous issue date: 2006-10-21 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Cient?fico e Tecnol?gico / Effluent color resulting from textile dyeing processes has been one of the biggest environmental problems faced by the textile industry. In particular, reactive dyes are highly resistant to conventional wastewater treatment methods. New technologies have been contemplated, some of which have been applied in industrial treatment plants, but color removal has not been efficiently attained. Since microemulsion systems provide good results in heavy metals and proteins extraction processes, their use in dyes extraction has been suggested and investigated. In this work, a real textile wastewater from an exhaustion dyebath has been treated, which contains the following reactive dyes: Procion Yellow H-E4R (CI Reactive Yellow 84), Procion Blue H-ERD (CI Reactive Blue 160) and Procion Red H-E3B (CI Reactive Red 120), in addition to auxiliary compounds normally found in dyeing processes with reactive dyes. The dyes Remazol Blue RR and Remazol Turquoise Blue G (Reactive Blue 21) have also been examined in view of the presence of heavy metals in these molecules. The microemulsion system comprised dodecyl ammonium chloride (as a cationic surfactant), water or wastewater as aqueous phase, kerosene as oil phase, and one of the following alcohols as cosurfactant: isoamyl alcohol, n-butyl alcohol and n-octyl alcohol. The pseudo-ternary diagrams were constructed in order to define Winsor s equilibrium regions. The influence of parameters such as pH, C/S (cosurfactant/surfactant) ratio, distribution coefficient, initial dye concentration, salinity, temperature, phases relative amounts, loading capacity of the microemulsion phase and dye reextraction rate has also been investigated. An experimental planning (Scheff? Net) was used to optimize the extraction process. The removal of color and metals reached levels as high as 99% / A cor do efluente resultante dos processos de tingimento tem sido um dos principais problemas ambientais enfrentados pela ind?stria t?xtil. De modo especial, efluentes contendo corantes reativos s?o altamente resistentes aos processos de tratamento convencionais. Novas tecnologias t?m sido buscadas, algumas j? em escala industrial, por?m nem sempre ? poss?vel atingir a efici?ncia desejada. Por serem utilizadas de forma eficiente em processos de extra??o de metais e de prote?nas, buscou-se utilizar as microemuls?es na extra??o de corantes. Para este estudo, um efluente real foi examinado, consistindo no banho de exaust?o de um processo de tingimento contendo os seguintes corantes: Procion Amarelo H-E4R (CI Reactive Yellow 84), Procion Azul H-ERD (CI Reactive Blue 160) e Procion Vermelho H-E3B (CI Reactive Red 120), al?m de auxiliares normalmente encontrados em processos de tingimento com corantes reativos. Para estudar a remo??o de metais ligados ?s mol?culas dos corantes, utilizaram-se ainda os corantes Remazol Azul RR e Remazol Azul Turquesa G (Reactive Blue 21). Os sistemas de microemuls?o foram formados pelo cloreto de dodecilam?nio (tensoativo cati?nico), ?gua ou efluente como fase aquosa, querosene como fase oleosa e um dos seguintes ?lcoois como cotensoativos: ?lcool isoam?lico, n-butanol e n-octanol. Os diagramas pseudo-tern?rios, representativos dos sistemas microemulsionados em estudo, foram desenvolvidos a fim de delimitar as regi?es de exist?ncia de equil?brio de fases (sistema de classifica??o Winsor). Verificou-se a influ?ncia de par?metros como: pH, raz?o C/T (cotensoativo/tensoativo), coeficiente de distribui??o, concentra??o inicial de corante, salinidade, temperatura, rela??o das fases, capacidade de carga da fase de microemuls?o e reextra??o do corante. Uma metodologia de planejamento experimental (Rede de Scheff?) foi utilizada para otimizar a extra??o. A remo??o da cor e de metais alcan?ou ?ndices de extra??o superiores a 99%