Recuperação de compostos bioativos de resíduos oriundos do processamento de óleos vegetais por meio da aplicação do processo combinado de esterificação-destilação molecular
| Ano de defesa: | 2023 |
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| Tipo de documento: | Tese |
| Tipo de acesso: | Acesso aberto |
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| Idioma: | por |
| Instituição de defesa: |
Universidade Federal de Santa Maria
Brasil Engenharia Química UFSM Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química Centro de Tecnologia |
| Programa de Pós-Graduação: |
Não Informado pela instituição
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| Departamento: |
Não Informado pela instituição
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| País: |
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| Palavras-chave em Português: | |
| Link de acesso: | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/29089 |
Resumo: | The vegetable oil refining process generates residues that can be reused to recover compounds with high-added value. The deodorized distillates are a source for the recovery of vitamin E, phytosterols, and squalene. Among the operations used in the recovery of these compounds, molecular distillation stands out due to the lower degradation of bioactive compounds. However, preliminary steps of chemical modification of some components must be carried out to improve the separation process. In this sense, the work proposed here aimed to study the recovery of compounds with a high-added value from deodorized distillates through the application of the combined process of esterification-molecular distillation. Additionally, the study presented here aimed at valuing this type of residue, evaluating variations in phytonutrient content throughout the esterification stages and the improvements obtained in the molecular distillation process as a function of esterification. The deodorized distillates used in this study come from semi-continuous (DD) and continuous (PFAD) deodorization processes. The determination of best conditions to carry out the esterification of free fatty acids present in the residues were determined using rotational central composite design (DCCR), taking into account the conversion of free fatty acids and the amount of phytonutrients at the end of the reaction. The best conditions to conduct DD esterification were 3% m m-1 H2SO4, 2:1 methanol-free fatty acid molar ratio, and 214 min. For the PFAD, the best conditions were 2% m m-1 of H2SO4, 10:1 methanol-free fatty acids molar ratio, and 213 min. In both residues, it was possible to obtain conditions that aligned the higher conversion of free fatty acids (90% for DD and 98% for PFAD) with a lower loss of evaluated phytonutrients (approximately 3% for both residues). Furthermore, the experimental validation showed that the results obtained showed good reproducibility. Performing esterification substantially improved the separation of phytonutrients by molecular distillation, with pronounced increases in enrichment factors (145-939%) being obtained in the residue streams for the evaluated phytonutrients. Thus, based on the results obtained, it is concluded that the combination esterification-molecular distillation is a promising route for the recovery of compounds with high added value from residues arising from the deodorization of vegetable oils. |
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Recuperação de compostos bioativos de resíduos oriundos do processamento de óleos vegetais por meio da aplicação do processo combinado de esterificação-destilação molecularRecovery of bioactive compounds from vegetable oils processing wastes through application of combined process of esterification-molecular distillationValorização de resíduosDesodorizaçãoEsqualenoFitoesteróisVitamina EWaste valorizationDeodorizationSqualenePhytosterolsVitamin ECNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICAThe vegetable oil refining process generates residues that can be reused to recover compounds with high-added value. The deodorized distillates are a source for the recovery of vitamin E, phytosterols, and squalene. Among the operations used in the recovery of these compounds, molecular distillation stands out due to the lower degradation of bioactive compounds. However, preliminary steps of chemical modification of some components must be carried out to improve the separation process. In this sense, the work proposed here aimed to study the recovery of compounds with a high-added value from deodorized distillates through the application of the combined process of esterification-molecular distillation. Additionally, the study presented here aimed at valuing this type of residue, evaluating variations in phytonutrient content throughout the esterification stages and the improvements obtained in the molecular distillation process as a function of esterification. The deodorized distillates used in this study come from semi-continuous (DD) and continuous (PFAD) deodorization processes. The determination of best conditions to carry out the esterification of free fatty acids present in the residues were determined using rotational central composite design (DCCR), taking into account the conversion of free fatty acids and the amount of phytonutrients at the end of the reaction. The best conditions to conduct DD esterification were 3% m m-1 H2SO4, 2:1 methanol-free fatty acid molar ratio, and 214 min. For the PFAD, the best conditions were 2% m m-1 of H2SO4, 10:1 methanol-free fatty acids molar ratio, and 213 min. In both residues, it was possible to obtain conditions that aligned the higher conversion of free fatty acids (90% for DD and 98% for PFAD) with a lower loss of evaluated phytonutrients (approximately 3% for both residues). Furthermore, the experimental validation showed that the results obtained showed good reproducibility. Performing esterification substantially improved the separation of phytonutrients by molecular distillation, with pronounced increases in enrichment factors (145-939%) being obtained in the residue streams for the evaluated phytonutrients. Thus, based on the results obtained, it is concluded that the combination esterification-molecular distillation is a promising route for the recovery of compounds with high added value from residues arising from the deodorization of vegetable oils.O processo de refino de óleos vegetais gera resíduos que podem ser reaproveitados para a recuperação de compostos de alto valor agregado. Os destilados desodorizados constituem uma fonte para a recuperação de vitamina E, fitoesteróis e esqualeno. Dentre as operações utilizadas na recuperação desses compostos, destaca-se a destilação molecular em função da menor degradação dos compostos bioativos. No entanto, etapas preliminares de modificação química de alguns componentes devem ser realizadas para melhorar o processo de separação. Nesse sentido, o trabalho aqui proposto teve por objetivo realizar o estudo da recuperação de compostos de alto valor agregado de destilados desodorizados por meio da aplicação do processo combinado de esterificaçãodestilação molecular. Adicionalmente, o estudo aqui apresentado almejou a valorização desse tipo de resíduo, avaliando as variações no teor de fitonutrientes ao longo das etapas de esterificação e as melhorias obtidas no processo de destilação molecular em função da esterificação. Os destilados desodorizados utilizados nesse estudo são oriundos de processos de desodorização semicontínua (DD) e contínua (PFAD). A determinação das melhores condições para realizar a esterificação dos ácidos graxos livres presentes nos resíduos foram determinadas utilizando delineamento composto central rotacional (DCCR), levando em consideração a conversão dos ácidos graxos livres e a quantidade de fitonutrientes ao final da reação. As melhores condições para conduzir a esterificação do DD foram de 3% m m-1 de H2SO4, razão molar de 2:1 metanol-ácidos graxos livres e 214 min. Já para o PFAD as melhores condições foram de 2% m m-1 de H2SO4, razão molar de 10:1 metanol-ácidos graxos livres e 213 min. Em ambos os resíduos foi possível obter condições que alinhassem a maior conversão dos ácidos graxos livres (90% para o DD e 98% para o PFAD) com uma menor perda dos fitonutrientes avaliados (aproximadamente 3% para ambos os resíduos). Ademais, a validação experimental mostrou que os resultados obtidos apresentaram boa reprodutibilidade. A realização da esterificação melhorou substancialmente a separação dos fitonutrientes por destilação molecular, sendo obtidos aumentos expressivos nos fatores de enriquecimento (145- 939%) nas correntes de resíduo para os fitonutrientes avaliados. Dessa forma, com base nos resultados obtidos, conclui-se que a combinação esterificação-destilação molecular é uma rota promissora para a recuperação de compostos de alto valor agregado de resíduos oriundos da desodorização de óleos vegetais.Universidade Federal de Santa MariaBrasilEngenharia QuímicaUFSMPrograma de Pós-Graduação em Engenharia QuímicaCentro de TecnologiaBertuol, Daniel Assumpçãohttp://lattes.cnpq.br/7979212992364682Ballus, Cristiano AugustoCalgaro, Camila OttonelliTanabe, Eduardo HiromitsuMuniz, Ana Rosa CostaSilveira, Christian Luiz daSilva, Maurício Dalla Costa Rodrigues da2023-05-15T18:08:40Z2023-05-15T18:08:40Z2023-04-14info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/29089ark:/26339/001300000fsh2porAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Manancial - Repositório Digital da UFSMinstname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)instacron:UFSM2023-05-15T18:08:40Zoai:repositorio.ufsm.br:1/29089Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufsm.br/PUBhttps://repositorio.ufsm.br/oai/requestatendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.com||manancial@ufsm.bropendoar:2023-05-15T18:08:40Manancial - Repositório Digital da UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)false |
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