Navegando por Assunto "Supercritical extraction"

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Aplicação da tecnologia supercrítica no desenvolvimento de suplemento alimentar a base de extrato de murici (Byrsonima crassifolia)
(Universidade Federal do Pará, 2021-04-29) PIRES, Flavia Cristina Seabra; CARVALHO JÚNIOR, Raul Nunes de; http://lattes.cnpq.br/5544305606838748
O murici (Byrsonima crassifolia) é um fruto que possui um grande potencial terapêutico aplicação de processos industriais que possibilitem o aumento da vida-de-prateleira, a devido à presença de luteína, um carotenoide valorizado no mercado de suplementação alimentar voltados para a saúde ocular. Devido à sua pericibilidade, tornou-se necessária a diversificação do uso e consumo, a agregação de valor e a ampliação de mercado do murici, com o uso de tecnologias limpas associado ao incentivo à bioeconomia. Desse modo, o trabalho entitulado “Aplicação da tecnologia supercrítica no desenvolvimento de suplemento alimentar a base de extrato de murici (Byrsonima crassifolia)” foi desenvolvido com a finalidade de estudar e aplicar os extratos do murici, extraídos enanoencapsulados via extração com CO2 supercrítico, em suplemento alimentar. Para isto, o primeiro passo foi desenvolver um estudo sobre a obtenção dos extratos da polpa de murici pela tecnologia supercrítica. Foram determinadas as melhores condições de extração supercrítica da polpa de murici, com CO2 e CO2+etanol, através das variações de pressão (15 a 49 MPa), temperatura (323,15 a 343,15 K), densidade (654 a 946 kg/m3), vazão de CO2 (8.85×10−5 a 1.33×10−4 kg/s) e tempo dinâmico de extração (3600 a 10800 s), onde foram obtidas as isotermas de rendimento global, os compostos bioativos presentes nos extratos e nos leitos de extração, tais como: luteína, ácidos graxos, triglicerídeos, compostos fenólicos e flavonoides. Também foi avaliada a qualidade funcional, a capacidade/atividade antioxidante e os efeitos citotóxico e citoprotetor. O estudo da extração supercrítica, possibilitou a obtenção de óleos não-tóxicos com elevado teor de luteína, constituídos de triglicerídeos de cadeia longa ricos em ácidos graxos insaturados como os ômega 3 e 9, e com atividades antioxidante, antihipercolesterolemica, antiaterosclerogênica, antitrombogênica e citoprotetora, onde a melhor condição de extração foi obtida a 343,15 K/ 49 MPa/ 900 kg/m3 . Também possibilitou a obtenção de extratos etanólicos não-tóxicos a partir da polpa desengordurada, umsubproduto nas indústrias alimentícias, contendo luteína, compostos fenólicos, flavonóides e atividade antioxidante, onde a melhor condição de extração foi obtida a 343,15 K/ 22 MPa/ 775 kg/m3. Devido ao efeito citoprotetor, o óleo de murici foi utilizado para a produção de partículas por meio do processo de extração de emulsões por fluido supercrítico (SFEE), onde foi possível produzirnanopartículas de óleo de murici com boa concentração/retenção de luteína, tamanho reduzido de partículas e com alta estabilidade, onde a melhor formulação das emulsões de partida foi obtida com o espessante goma xantana, com o emulsificante csgel e em uma concentração de 6 mg/mL de óleo de murici, e a melhor condição do processo SFEE foi a de 8 MPa, 313,15 K, período estático de 3600 s e período dinâmico de 18000 s. A partir disso, foi possível obter emulsões SFEE em pó do óleo de murici por liofilização e por spray drying com umidades, atividades de água, tamanhos de partícula, estabilidades e teores de luteína adequados para serem utilizados em suplementos alimentares carregados em cápsulas vegetais. As cápsulas vegetais carregadas com as emulsões SFEE em pó do óleo de murici (B. crassifolia) por liofilização e por spray drying apresentaram-se dentro dos padrões de carregamento para comercialização, onde, foi possível obter suplementos alimentares de óleo de murici, ricos em luteína. Portanto, a presente tese evidenciou que é possível utilizar a tecnologia supercrítica na cadeia produtiva de suplementos alimentares a base de murici, para facilitar o acesso e a estabilidade dos compostos aos quais são atribuídos os potenciais terapêuticos do murici. Este trabalho verticalizou a importância de pesquisas sobre o efeito funcional do murici e sobre o uso da tecnologia supercrítica, o que contribuiu para o desenvolvimento da bieconomia da região e de novos produtos pela ciência, tecnologia e engenharia de alimentos, com um grande retorno à sociedade.
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Avaliação da influência da natureza da matriz sólida sobre a extração supercrítica de óleos vegetais
(Universidade Federal do Pará, 2013-05-10) COSTA, João Fernando Alves; FRANÇA, Luiz Ferreira de; http://lattes.cnpq.br/6545345391702172
A extração de substâncias de substratos sólidos tanto a baixas como a altas pressões envolve pelo menos duas fases, uma sólida e outra fluida. O conteúdo de soluto em cada fase é expresso em termos do volume da fase e/ou do volume do solvente. Então para modelar a transferência de massa interfacial, é necessário um coeficiente de partição. Em geral a forma mais simples para tratar o problema é modelar as fases separadamente. O mecanismo de transferência de massa predominante pode variar de sistema para sistema. Para alguns substratos a maior resistência pode estar na fase sólida e para outros ela está na fase fluida. Como na interface as concentrações referentes a cada fase são representadas por grandezas diferentes, as fases têm de ser modeladas separadamente. No entanto, dependendo do sistema, pode haver um mecanismo de transferência predominando sobre o outro e, muitos efeitos podem ser desprezados para a simplificação do modelo. A utilização de modelos matemáticos mais simples requer uma combinação das variáveis na definição de parâmetros mais abrangentes que possam representar o fenômeno. Neste trabalho as curvas de extração foram ajustadas a um modelo que descreve a transferência de massa interfacial como uma cinética de primeira ordem, tendo a constante da velocidade de extração único parâmetro de ajuste. Propõe-se que este parâmetro de ajuste depende da solubilidade do soluto no solvente supercrítico e das características do substrato solido. Para isto foram feitos experimentos de extração com babaçu, açaí em pó e polpa de pupunha, usando dióxido de carbono supercrítico nas condições de 20, 25 e 30 MPa a uma temperatura de 50 ºC. Os resultados mostraram que os dados experimentais se ajustam bem a um modelo com uma constante característica de cada material, com valores 4,1983 x 10-5 m/kg∙s para o babaçu, 4,2258 x 10-5 m/kg∙s para a pupunha e 3,9115 x 10-5 m/kg∙s para o açaí em pó.
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Avaliação do teor de espilatol no ciclo de cultura de duas cultivares de Aemella oleracea (L.) R. K. Jansen em extratos obtidos por entração supercritica
(Universidade Federal do Pará, 2018-12-10) SILVA, Ana Paula de Souza e; FERREIRA, Gracialda Costa; http://lattes.cnpq.br/4250668524181387; CARVALHO JÚNIOR, Raul Nunes de; http://lattes.cnpq.br/5544305606838748; https://orcid.org/0000-0002-4433-6580
A Acmella oleracea (L.) R. K. Jansen é uma espécie nativa da América do Sul, popularmente conhecida como jambu, e que tem sido consumida durante muitos anos como planta ornamental, medicinal e alimentícia. Para obtenção do espilantol, principal composto bioativo desta espécie, diversas técnicas de extração vêm sendo utilizadas no intuito de se obter a substância isolada de maneira otimizada, uma vez que não o encontra-se disponível comercialmente. Dentre as técnicas, a extração com dióxido de carbono supercrítico destaca-se, uma vez que mostrou alta seletividade para o espilantol, apresentando rendimento acima de 50% da substância no extrato e resultando em uma pureza acima de 90% do composto isolado. O objetivo deste trabalho foi avaliar a influência da pluviosidade e tempo de colheita no rendimento de extração de espilantol com CO2 supercrítico, em duas cultivares de Acmella oleracea (L.) R. K. Jansen, bem como avaliar o efeito farmacológico dos extratos. Para isso, foram feitos os seguintes procedimentos: caracterização da matéria-prima; otimização das variáveis do processo (vazão e tempo); obtenção dos extratos por extração supercrítica; determinação do custo do processo em escala analítica; determinação da concentração de compostos fenólicos totais dos extratos por Folin-Ciocalteu; quantificação do teor de espilantol nos extratos por cromatografia gasosa acoplada à espectrometria de massas, e avaliação de sua atividade antinociceptiva in vivo. Os principais resultados foram: a análise mineral indicou altos teores de ferro, cálcio, zinco e magnésio; a otimização do processo resultou na diminuição do gasto de CO2 de 955,8g para 477,9g e diminuição do custo de extração R$20,47 para R$11,45. O maior teor de espilantol foi de 29,22%, enquanto o maior teor de fenólicos foi 43,04%.. As flores das duas cultivares de Acmella oleracea foram consideradas boas fontes de ferro, cálcio, zinco e magnésio. Os maiores valores de rendimento de extrato, teor de espilantol e fenólicos totais foram obtidos na estação chuvosa e nos menores tempos de colheita. Entre as duas cultivares avaliadas, não foram encontradas diferenças estatísticas significativas. O teste de atividade antinociceptiva demonstrou que para a dose de 300mg/kg o percentual de inibição foi tão eficaz quanto à indometacina, que é o fármaco padrão.
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Extração do óleo de tucumã-do-Pará (Astrocaryum vulgare) usando CO2 supercrítico visando o aumento de escala
(Universidade Federal do Pará, 2022-04-04) MENEZES, Eduardo Gama Ortiz; CARVALHO JÚNIOR, Raul Nunes de; http://lattes.cnpq.br/5544305606838748; https://orcid.org/0000-0002-4433-6580
Com a crescente demanda mundial por produtos e geração de riqueza, surge a necessidade de investir em novos processos sustentáveis e práticas de engenharia para a ampliação de escala. Assim, o objetivo deste trabalho foi obter óleo de tucumã-do-Pará (Astrocaryum vulgare) rico em β-caroteno usando CO2 supercrítico e verificar a adequação de duas novas equações de aumento de escala. Portanto, foram utilizadas duas isotermas e três pressões (40°C, 60°C, 150bar, 250bar, 400bar). Na condição que apresentou maior rendimento de extração de óleo e de β-caroteno foi realizado um estudo cinético, seguido da aplicação de uma nova equação baseada no teorema π de Buckingham. O maior rendimento de extração de óleo (31,49±0,04%) foi obtido a 60°C e 400bar com alta concentração de ácido oleico, sendo este rendimento similar ao valor obtido por soxhlet que foi de 32,73±0,59% de óleo. A aplicação do teste Tukey (p <0,05) mostra que não há diferença significativa entre o rendimento de extração obtido na isoterma de 40 °C e 60 °C na condição de pressão de 400bar. A maior concentração de β-caroteno (1351,8±0,02 μg/g) foi obtida a 40°C e 400bar, sendo a densidade do solvente considerada a variável mais significativa com maior influência na extração de β-caroteno. O estudo cinético feito com aplicação de uma nova proposta matemática baseada na correlação entre variáveis operacionais (vazão de solvente, massa de alimentação, altura e diâmetro do leito de extração), mecanismo de transferência de massa e constância do ângulo de inclinação das curvas cinéticas que, para a vazão de solvente de 10,93 g/min, na escala maior, a etapa difusiva controlava o mecanismo de transferência de massa.
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Simulação do processo de extração supercrítica do óleo de tucumã-do-Pará (Astrocaryum vulgare) usando aspenHYSYS
(Universidade Federal do Pará, 2023-09-25) MORAIS, Rayelle Mendonça; CARVALHO JÚNIOR, Raul Nunes de; http://lattes.cnpq.br/5544305606838748; https://orcid.org/0000-0002-4433-6580
A adaptação da industrialização no formato da economia sustentável, o avanço tecnológico e os benefícios computacionais têm motivado o uso de simuladores de processo para avaliar o potencial de espécies oleaginosas nativas da região Amazônica através de simulações rápidas e automatizadas. Portanto, o objetivo deste trabalho foi aplicar o simulador AspenHYSYS para descrever o processo de extração do óleo de tucumã-do-Pará usando dióxido de carbono supercrítico como solvente. A viabilidade das simulações do processo de extração do óleo de tucumã usando os modelos matemático de Menezes et al. (2023) e Tan e Liou (1989) foram avaliadas comparativamente com dados experimentais previamente selecionados da literatura. As simulações da extração supercrítica do óleo de tucumã-do-Pará constataram que o modelo de Menezes et al. (2023) foi adequado para descrever os dados cinéticos experimentais para todos os sistemas avaliados, os quais apresentaram RSD com menor valor de 0,57. O custo energético e material foi calculado e o valor obtido (2,82 R$/g de óleo) aliado a alta concentração de bioativos no produto demostram que o processo estudado apresenta um custo-benefício positivo. Foi realizado o aumento de escala para leitos 1, 5, 10 e 50L. Para leitos de até 10L obteve-se uma projeção adequada do processo considerando que os desvios obtidos foram menores que, porém, para 50L, o ajuste apresentou desvio de 58, podendo inferir que o modelo utilizado apresenta um limite de escalabilidade. As simulações da extração supercrítica do óleo de tucumã-do-Pará, utilizando o AspenHYSYS, conduziram a valores coerentes com os dados experimentais, podendo afirmar que a planta estudada se mostrou uma ferramenta eficaz para o estudo processo.
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Teor de pilocarpina em extratos das folhas de jaborandi (pilocarpus microphyllus stapf ex wardleworth) obtidos via extração supercrítica
(Universidade Federal do Pará, 2019-07-04) BEZERRA, Priscila do Nascimento; FERREIRA, Gracialda Costa; http://lattes.cnpq.br/4250668524181387; CARVALHO JÚNIOR, Raul Nunes de; http://lattes.cnpq.br/5544305606838748; ttps://orcid.org/0000-0002-4433-6580
O Pilocarpus microphyllus Stapf ex Wardleworth, conhecido como jaborandi, é uma das poucas fontes naturais do alcalóide pilocarpina, que é obtido através de metodologias agressivas ao meio ambiente. Desta forma, existe a necessidade da realização de pesquisas científicas voltadas para obtenção deste composto utilizando tecnologias que não agridam ao meio ambiente, como a extração com fluido supercrítico (SFE). No desenvolvimento desta pesquisa, a SFE foi realizada com CO2 e CO2 + EtOH, os quais foram realizados com 40 e 60 ºC a 200, 290 e 420 bar de pressão. O uso do cossolvente e o aumento da pressão e da temperatura aumentaram o rendimento em massa e o conteúdo dos compostos polares, como a pilocarpina e os compostos fenólicos totais. Os maiores valores de massa de rendimento (4,78±0,38%), conteúdo de pilocarpina (2,37±0,02% de pilocarpina/extrato x 100) e teor de compostos fenólicos (173,67±1,5 mg GAE/g de extrato) foram obtidos na mesma condição (60 ºC/420 bar com CO2 + 10% EtOH). A única diferença foi encontrada na atividade antioxidante, que alcançou seu melhor desempenho a 40 ºC/200 bar com CO2 + 10% EtOH, no entanto, alcançou seus resultados mais promissores nas amostras obtidas com o cossolvente, assim como os melhores resultados em massa de rendimento, teor de pilocarpina e teor de compostos fenólicos totais. A condição de extração com maior teor de pilocarpina foi utilizada para realizar a cinética e a curva obtida foi ajustada no modelo de Sovová (2012), mostrando um bom ajuste