EQA - Escola de Química e Alimentos
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- ItemPurificação de glicerol proveniente da produção de biodiesel utilizando coagulante à base de quitina(2022) Arabidian, Viviane de Carvalho; Cadaval Júnior, Tito Roberto Sant’AnnaDevido a importância da utilização de combustíveis provenientes de fontes renováveis em substituição aos de origem fóssil, no Brasil há um incentivo desde 1997 a esse assunto. Desde então, a legislação torna obrigatória a adição de um percentual de biodiesel ao diesel comercializado, o que trouxe como consequência o aumento na produção deste biocombustível, bem como de seu principal subproduto, o glicerol. Esse glicerol possui diversas impurezas que impossibilitam sua utilização nos diferentes setores industriais, o que torna importante o estudo de diferentes técnicas para sua purificação, que atualmente possui um preço elevado por conta do uso da destilação a vácuo, que demanda um consumo energético muito alto. Dentre as técnicas possíveis estão a coagulação, muito utilizada para tratamento de água, porém não convencional para tratamento de glicerol, e a adsorção como complemento da mesma. No presente trabalho, foi obtido o glicerol a partir da produção prévia de biodiesel, e utilizado um coagulante à base de quitina e posterior adsorção com carvão ativado comercial no melhor resultado do tratamento por coagulação. O glicerol purificado e o glicerol bruto foram caracterizados por FTIR, TGA, RMN 1H, bem como realizou-se a determinação do teor de glicerol e cinzas, essa última analisada por MEV. Na melhor condição de coagulação o glicerol apresentou um teor de cinzas de 1,75 % e o teor de glicerol foi de 93,57%, enquanto as análises de FTIR indicaram a remoção de algumas impurezas e as imagens de MEV indicaram a ausência de cristais de NaCl no glicerol tratado. A remoção de cor foi monitorada utilizando espectroscopia na região UV-vis.
- ItemModificação da quitina a partir de resíduos de camarão para geração de novos materiais(2021) Leite, Victor Ramon Mendonça; Kessler, Felipe; Pinto, Luiz Antônio de AlmeidaO presente trabalho desenvolveu novos materiais a partir de biomateriais extraídos de resíduos de camarão com misturas de solventes, ADT1 e ADT4. Os biomateriais resíduos brutos (RB), resíduos desmineralizado (RDM), resíduos desproteinado (RDP) e quitina (QUI) extraídos dos resíduos de camarão contêm aproximadamente em sua composição 29,0%, 37,0%, 69,0% e 73,0% de alfa-quitina, respectivamente. Os solventes determinados após os testes de intumescimento/inchamento de QUI foram o ácidos acético (HOAc), o glicerol (GLI) e água destilada (H2O). As mistura de solventes determinados após os testes da capacidade de solubilização da QUI contêm a proporção 1:1 v/v de solventes, no caso para o ADT1 com HOAc (PA) e GLI (PA) e para ADT4 com HOAc (1%) e GLI (PA), obtendo novos materiais homogêneos (HO) após agitação magnética por 48h a temperatura ambiente (25±2°C) e estáveis (ES) após o período em repouso de 24h. Os novos materiais foram obtidos nas concentrações de 2% m/v, 4% m/v, 6% m/v, 10% m/v e 20% m/v e classificados de acordo com os procedimentos, em classes A (géis e pastas), classe B após tratamentos térmicos em estufa (géis, em pó, pastas e filmes). Os novos materiais foram caracterizados por análises espectroscópicas (FTIR, 13C-RMN e DRX), análises térmicas (TGA e DSC) e caracterização morfológica (MEV). Foi possível identificar as modificações da quitina pela redução da cristalinidade (IC) com o enxerto e adição de componentes dos solventes entre e dentro da estrutura macromolecular da QUI, assim como os perfis térmicos em TGA e DSC apresentando picos endotérmicos adicionais e adiantamento de picos exotérmicos adicionais em comparação aos encontrados no biomateriais. A metodologia e o sistema de solubilização desenvolvido neste trabalho utiliza solventes que estão de acordo com as diretrizes da Química Verde para a solubilização e modificação da alfa-quitina.
- ItemObtenção de um adsorvente e de novos coagulantes de fontes renováveis para tratamento de águas superficiais(2020) Frantz, Tuanny Santos; Pinto, Luiz Antonio de Almeida; Junior, Tito Roberto Sant'Anna CadavalO presente trabalho utilizou biomateriais extraídos a partir de cabeças e cascas de camarão no tratamento de águas superficiais. Os biomateriais foram aplicados em dois tipos de águas: água superficial residual de mina e água superficial natural. Foram utilizados sistemas modelos para os dois tipos de águas. O tratamento da água superficial residual de mina foi realizado por adsorção, e como adsorvente foram utilizados filmes de quitosana produzidos pela técnica casting. O modelo de Freundlich apresentou o melhor ajuste para representar as isotermas de adsorção de equilíbrio do sistema modelo (água contendo íons cobre), e a adsorção foi espontânea e exotérmica. O modelo de pseudosegunda ordem ajustou melhor os dados cinéticos da adsorção. O filme de quitosana manteve 80% da capacidade de adsorção no tratamento da água superficial residual de mina contendo íons cobre (II) em relação ao sistema modelo. A água superficial natural e o respectivo sistema modelo (suspensão de caulim) foram tratadas por coagulação com coagulantes comerciais, a fim de se obter as melhores condições de tratamento. Foram desenvolvidos quatro biocoagulantes à base de cabeças e cascas de camarão (CCC: cabeças e cascas de camarão, CCCDM: cabeças e cascas de camarão desmineralizado, CCCDP: cabeças e cascas de camarão desmineralizado/desproteinizado e QT: quitina) os quais foram caracterizados e aplicados no tratamento de águas superficiais naturais a fim de reduzir a turbidez e a matéria orgânica. Os efeitos da dosagem e pH inicial foram avaliados juntamente com medidas de potencial zeta. O biocoagulante CCCDM reduziu em até 95% a turbidez e 80% a matéria orgânica, obtendo resultados comparáveis ao sulfato de alumínio. O elevado desempenho do CCCDM em relação aos demais biocoagulantes desenvolvidos foi atribuído ao maior percentual de proteínas presentes.
- ItemProdução de quitosana a partir de resíduos de camarão: análise do processo e da operação de secagem(2009) Batista, Lucia de Moraes; Pinto, Luiz Antonio de AlmeidaA quitina é encontrada principalmente nos exoesqueletos de crustáceos, insetos e na parede celular de fungos. O biopolímero quitosana é obtido através da hidrólise alcalina da quitina. A despolimerização da quitosana é realizada para se obter um produto com valores baixos de massa molecular. O uso da quitosana em diversas áreas é diretamente relacionada com a massa molecular e o grau de desacetilação do polímero. Os objetivos deste trabalho foram o estudo da cinética de secagem de quitina em camada delgada utilizando um modelo difusivo, considerando a resistência externa à transferência de massa; a determinação do comportamento da massa molecular média viscosimétrica da quitosana, durante a secagem convectiva, em camada delgada; a otimização das etapas de desacetilação e despolimerização da quitosana. A quitina foi obtida de resíduos de camarão. Os experimentos da secagem de quitina e da quitosana foram em secador de bandejas, a 60°C, sendo que para a quitina foram utilizadas duas velocidades do ar de 0,5 e 1,5 m/s. A estimativa da viscosidade intrínseca foi através da equação de Huggins e a massa molecular da quitosana foi calculada pela equação de Mark-Houwink-Sakurada. As otimizações da reação de desacetilação e despolimerização foram realizadas utilizando a metodologia da superfície de resposta. Para a reação de desacetilação foram variados o tempo e a temperatura. Para a reação de despolimerização foram analisados a concentração de ácido clorídrico, a temperatura e o tempo de reação. O modelo difusivo com difusividade efetiva variável, utilizado para analisar a secagem de quitina, apresentou concordância com os dados experimentais, onde foi observado o efeito da resistência externa à transferência de massa, quando utilizada a menor velocidade do ar. A condição ótima da reação de desacetilação para massa molecular foi observada na temperatura de 130°C em 90 min, e correspondeu a massa molecular de 150 kDa e um grau de desacetilação de 90%. A operação de secagem da quitosana causou um aumento na massa molecular média viscosimétrica de 27% e este aumento foi linear com o tempo e a umidade do polímero, apresentando duas regiões. As condições da reação de despolimerização para alcançar 50 kDa foram à temperatura de reação de 65°C, concentração de ácido clorídrico de 35% v/v. Nestas condições a cinética de despolimerização foi de pseudo-primeira ordem, apresentando duas fases.
- ItemObtenção de quitina a partir de carapaças de siri (maia squinado): uso de um planejamento experimental na etapa de desmineralização(FURG, 2005) Moura, Jaqueline Motta de; Ferreira, Andrio Felipe; Silva, Fernando; Rizzi, Jaques; Pinto, Luiz Antonio de AlmeidaA quitina, b-(1-4)-N-acetil-D-glucosamina, é encontrada nos exoesqueletos de crustáceos, na parede celular de fungos e em outros materiais biológicos, e é através dela que se obtém a quitosana, b-(1-4)-Dglucosamina. A cidade portuária do Rio Grande/RS produz uma grande quantidade de resíduos de pescado, devido à grande concentração de indústrias pesqueiras. Como a biodegradação desses resíduos é muito lenta, o acúmulo dos mesmos torna-se um problema ambiental. O siri apresenta em sua composição 15 a 20% de quitina e um alto teor de cinzas. Este trabalho tem por objetivo a obtenção de quitina a partir de carapaças de siri, através das etapas de desmineralização, desproteinização e desodorização. Devido ao alto teor de cinzas na carapaça de siri, foi feito um planejamento experimental do tipo fatorial completo, a fim de determinar a melhor condição para a etapa de desmineralização. Os fatores de estudo foram o tempo, a concentração e a relação solução ácido/carapaça. A melhor condição de desmineralização foi no tempo de 14h, na concentração de 7% v/v, e na relação de 4:1 de solução ácido/carapaça. A quitina obtida apresentou um grau de pureza de aproximadamente 99% (umidade 4% b.u.) e um rendimento de aproximadamente 17% em relação à matéria-prima.
- ItemQuitina e Quitosana produzidas a partir de resíduos de camarão e siri: avaliação do processo em escala piloto(FURG, 2006) Moura, Catarina Motta de; Muszinski, Patrícia; Schmidt, Cristiano Gautério; Almeida, Janaína; Pinto, Luiz Antonio de AlmeidaO biopolímero β-(1-4)-N-acetil-D-glucosamina é o mais abundante encontrado na natureza, depois da celulose. Sua denominação usual é quitina, que deriva da palavra grega chiton, significando um revestimento protetor para invertebrados. A quitina é encontrada no exoesqueleto de crustáceos, na parede celular de fungos e em outros materiais biológicos. Devido a sua versatilidade, pode ser utilizada como agente floculante no tratamento de efluentes, como adsorvente na clarificação de óleos e principalmente para produção de quitosana. As principais fontes comerciais da quitina são os resíduos de camarão, siri e lagosta. O camarão apresenta na sua composição cerca de 5 a 7% de quitina, e o siri, de 15 a 20%. A partir da desacetilação alcalina da quitina obtém-se a quitosana, um copolímero biodegradável constituído de unidades de D-glucosamina que contém um grupo amino livre. A quitosana pode ser utilizada em um grande número de aplicações industriais, dentre as quais destacam-se: biocompatibilidade, biodegradabilidade, propriedades antibactericida, emulsificante e quelante. O objetivo deste trabalho foi a obtenção de quitina e produção de quitosana a partir de resíduos de camarão e siri de indústrias pesqueiras locais, visando a um melhor aproveitamento destas matérias-primas, avaliando-se o processo em escala piloto.
- ItemSecagem de pasta de quitosana em camada delgada: Avaliação do efeito da secagem sobre o grau de Desacetilação e a massa molecular viscosimétrica(Ci. Agr. Eng, 2009) Moura, Catarina Motta de; Moura, Jaqueline Motta de; Pinto, Luiz Antonio de AlmeidaA quitosana é um biopolímero derivado da quitina, sendo que esta é encon- trada na carapaça e exoesqueleto de crustáceos e outros materiais biológicos. A massa molecular e o grau de desacetilação deste biopolímero são características que determinam sua aplicação específi ca, como a produção de fi lme polimérico para revestimento de frutas e vegetais. A operação de secagem é uma importan- te etapa no processo de produção de quitosana, podendo, no entanto, ocorrer a polimerização do material durante esta operação. O objetivo deste trabalho foi determinar a massa molecular e o grau de desacetilação da quitosana obtida, uti- lizando diferentes condições de secagem em camada delgada. Os experimentos foram realizados em secador descontínuo de bandeja com escoamento paralelo do ar, nas temperaturas de 60 e 70ºC e velocidade de 3 m/s. A quitosana foi seca na forma de pellets cilíndricos, em bandeja perfurada com 3 mm de espessura e carga de sólidos de 4 kg/m2. A massa molecular e o grau de desacetilação foram determinados pelos métodos viscosimétrico e potenciométrico, respectivamente. A quitosana úmida apresentou massa molecular de 180 kDa e 87% de grau de desacetilação. Os valores da massa molecular do produto fi nal foram na faixa de 205 kDa; e não foram observadas alterações no grau de desacetilação após a secagem. O maior rendimento foi alcançado na temperatura de 70ºC.
- ItemProdução de quitosana a partir de resíduo de camarão e aplicação como adsorvente do corante alimentício FD&C vermelho n° 40(2009) Piccin, Jeferson Steffanello; Pinto, Luiz Antonio de AlmeidaUma preocupação das indústrias de alimentos atualmente, diz respeito à geração de resíduos provenientes do processamento das matérias-primas. Estudos têm sido realizados no sentido de encontrar um destino adequado para os resíduos gerados pelas indústrias, de modo que as agressões ao meio ambiente sejam cada vez mais reduzidas. Neste contexto, a utilização de quitina, substância encontrada nos exoesqueletos de insetos, carapaças de crustáceos e parede celular de fungos, para a produção de quitosana vem sendo estudada há vários anos. O objetivo do presente trabalho consistiu no estudo do processo de obtenção da quitosana a partir de resíduos de camarão e sua aplicação como adsorvente do corante alimentício FD&C Vermelho n° 40, através da construção das isotermas de equilíbrio, cinética de adsorção, determinação dos parâmetros termodinâmicos, verificação da natureza e dos mecanismos do processo de adsorção. As análises de erro demonstraram que o modelo de isoterma de Langmuir foi mais apropriado para descrever os dados experimentais, sendo que a máxima adsorção na monocamada observada quando o pH de equilíbrio foi de 6,6, temperatura 35°C, tamanho de partícula de 0,10±0,02 mm, e grau de desacetilação 84±3% foi de 529 mg g-1. Valores negativos da entalpia (-112,7 kJ mol-1), entropia (-0,338 kJ mol-1 K-1) e Energia livre de Gibbs (-15,6 a 1,0 kJ mol-1) demonstraram que o processo de adsorção é exotérmico, espontâneo, favorável, e que a desordem do sistema diminui durante o processo de adsorção. O modelo cinético de Elovich e modelo de pseudo-segunda ordem foram os mais adequados para descrever as cinéticas de adsorção, sendo que a difusão no interior da partícula, na maioria dos casos, é o mecanismo que controla o processo de adsorção. Em condições ácidas (pH = 5,7) mais de 90% da capacidade de adsorção foi atingida em menos de 20 min. Nestas condições foi observado que a natureza do processo de adsorção é química, devido às interações entre os grupamentos aminas protonados da quitosana e o grupo sulfonado do corante. Estes resultados demonstraram que a quitosana é um promissor adsorvente de corantes alimentícios, em especial o corante alimentício FD&C Vermelho n° 40.
- ItemQuitosana - Um Aminopolissacarídeo com Características Funcionais(2005) César, Damian; Beirão, Luiz Henrique; Francisco, Alice de; Santo, Milton Luiz Pinho Espírito; Teixeira, EvanildaA obesidade pode ser vista como um excesso de adiposidade que leva riscos à saúde. Este risco, incorrido pela pessoa obesa, é provavelmente contínuo com o aumento da adiposidade. A saúde começa a ser afetada com um excesso de 20 % do peso. De acordo com a Organização Mundial da Saúde, a obesidade está aumentando para proporções epidêmicas em paises ocidentais e subdesenvolvidos ao redor do mundo. O crescimento epidêmico é predominantemente maior nas classes menos favorecidas. A obesidade leve (sobrepeso entre 10 e 25 %) acarreta aumentos no risco para a morte prematura, diabetes, hipertensão, arteriosclerose e certos tipos de cânceres, estando associadas 44 diferentes doenças. Em função das conseqüências à saúde, a prevenção e o tratamento do sobrepeso e obesidade, seriam de grande interesse da população. Na maioria das sociedades industrializadas, recomenda-se que os consumidores reduzam sua ingestão de energia e gordura a 30 % ou menos do total de calorias. A produção de alimento com baixo valor calórico inclui produtos cárneos com reduzido teor de gordura. O teor de gordura dos produtos cárneos como salsichas e mortadelas, apresentam propriedades funcionais específicas, capaz de interferir nas características sensoriais relacionadas com o sabor e a textura.