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Previous issue date: 2015-11-16 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / Enzymatic hydrolysis is an important industrial process used to alter oils and fats. Products obtained by this reaction are free fatty acids, monoacylglycerols, diacylglycerols and glycerol, which are used as raw materials for a wide variety of industrial applications. The main limitations of the enzymatic hydrolysis of oils and fats are the immiscibility of the reactants and the inhibition effect caused by increased substrate concentration. The use of ultrasound has emerged as a powerful resource in immiscible substrates processes. The objective of this study was to evaluate different application methods of ultrasonic irradiation on the enzymatic hydrolysis of soybean oil. Kinetics were performed using ultrasound bath, ultrasound probe, and
pre-emulsion with and without ultrasound probe ultrasound. The effects of substrate inhibition, surfactant concentration (gum arabic), enzyme load and time preemulsion were also investigated. Mathematical simulations of the process were also performed. The substrate inhibition was evident from the mole fraction of 2.5 % oil in the reaction medium. The surfactant concentration that provided higher rates was 10 mathrmg L-¹. The enzyme loading showed a fraction of saturation at 2.0 % by mass, relative to the mass of water, only for the ultrasound-free reaction, indicating the increase in interfacial area where the substrates were exposed to ultrasound. Even the smallest pre-emulsion times were significant in the initial rate of hydrolysis. Kinetic experiments exposed to ultrasonic irradiation throughout the reaction period showed evidence of significant enzymatic deactivation. The methodology that uses pre-emulsion with probe ultrasound showed better results for the rate of reaction with no evidence of enzyme deactivation. Hydrolysis mathematical simulations were in agreement with the experimental evidence. / A hidrólise enzimática é um importante processo industrial para modificação de óleos e gorduras. Os produtos obtidos através dessa reação são ácidos graxos livres, monoacilgliceróis, diacilgliceróis e glicerol, que são usados como matériasprimas de uma grande variedade de aplicações industriais. As principais limitações da hidrólise enzimática de óleos e gorduras são a imiscibilidade dos reagentes e o efeito de inibição causado pelo aumento da concentração de substrato. O uso de ultrassom tem se apresentado como um recurso poderoso em processos de substratos imiscíveis. Este trabalho teve objetivo de avaliar diferentes metodologias de aplicação de irradiação ultrassônica na hidrólise enzimática do óleo de soja. Foram realizadas cinéticas utilizando ultrassom de banho, ultrassom de sonda, préemulsão com ultrassom de sonda e sem ultrassom. Também foram investigados os efeitos da inibição pelo substrato, concentração de surfactante (goma arábica), da carga enzimática e do tempo de pré-emulsão. Simulações matemáticas do processo também foram realizadas. A inibição pelo substrato foi evidente a partir da fração molar de 2,5% de óleo no meio reacional. A concentração de surfactante que forneceu maiores taxas foi de 10 g L-¹. A carga enzimática apresentou uma fração de saturação em 2,0% de massa em relação a massa de água, apenas para a reação livre de ultrassom, indicando o aumento de área interfacial quando os substratos foram expostos ao ultrassom. Até mesmo os menores tempos de pré-emulsão foram significativos na taxa inicial de hidrólise. Os experimentos cinéticos expostos a irradiação ultrassônica por todo período reacional apresentaram evidências de desativação enzimática expressiva. A metodologia que empregou pré-emulsão com ultrassom de sonda apresentou melhores resultados para a taxa de reação sem indícios de desativação enzimática. As simulações matemáticas da hidrólise foram concordantes com as evidências experimentais.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede.unioeste.br:tede/1856 |
| Date | 16 November 2015 |
| Creators | Reinehr, Thiago Olinek |
| Contributors | Silva, Edson Antônio Alves da, Silva, Camila da, Scheufele, Fabiano Bisinella, Teleken, Joel Gustavo |
| Publisher | Universidade Estadual do Oeste do Parana, Programa de Pós-Graduação Stricto Sensu em Engenharia Química, UNIOESTE, BR, Desenvolvimento de Processos |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do UNIOESTE, instname:Universidade Estadual do Oeste do Paraná, instacron:UNIOESTE |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
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