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Consultar: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química

Título [PT]: Estudo dos processos de secagem e de extração para produção do óleo bruto de semente de uva
Título [EN]: Study of drying and extraction process for crude grape seed oil production
Autor(es): Maraísa Lopes de Menezes
Palavras-chave [PT]:

Semente de uva. Secagem e extração. Produção do óleo. Óleo bruto. Caracterização físico-química. Brasil.

Grape seed. Physicochemical characterization. Drying. Extraction. Brazil.

Nehemias Curvelo Pereira [Orientador] - UEM Sueli Teresa Davantel de Barros [Orientador] - UEM Maria Carolina Sergi Gomes - UTFPr Tatiana Valesca Rodriguez Alicieo - UFPEL Lisiane dos Santos Freitas - UFS Miriam Carla Bonicontro Ambrosio Ugri - UEM Oswaldo Curty da Motta Lima - UEM

Resumo: O presente trabalho teve por objetivo o estudo e desenvolvimento de um processo para a extração e produção do óleo bruto de sementes de uva Cabernet Sauvignon e Bordô, que atualmente são rejeitos das vinícolas brasileiras. Nos ensaios de caracterização física da matéria-prima, foram utilizadas sementes in natura e secas à 105ºC por 24 horas em estufa. Para tanto, foram determinados o comprimento, largura, espessura, massa específica real, massa específica aparente, granulometria, porosidade, esfericidade, ângulo de repouso e calor específico. Já para a caracterização química, foram determinados o teor de umidade, proteínas, lipídios, fibras, carboidratos e o perfil de minerais. Pelos resultados, verificou-se que houve diferença significativa da largura, espessura e esfericidade entre as variedades, diferentemente das massas específicas. O ângulo de repouso para as sementes ficou em torno de 30° e o calor específico para ambas as sementes foi de, aproximadamente, 1,5 J/g.K. As sementes de uva Cabernet Sauvignon e Bordô foram secas em secador convectivo de leito fixo nas temperaturas de 30, 40, 50, 60, 70 e 80 ºC e velocidades do ar de 0,8, 1,2 e 1,6 m/s até atingir a umidade de equilíbrio. Também foram determinadas a difusividade efetiva, energia de ativação e a temperatura da superfície das sementes. Pelos resultados, observou-se que a temperatura do ar de secagem apresentou influência direta no processo, diferentemente da velocidade do ar, já que com o seu aumento ocorreram, também, o aumento da taxa de secagem, da difusividade e da energia de ativação, além da diminuição do tempo de secagem. Estes resultados também foram comprovados pela análise de variância e superfície de resposta. As isotermas de equilíbrio foram determinadas pelo método estático nas temperaturas, 25, 35 e 50 ºC, sendo que os modelos de Henderson e Henderson Modificado foram os que melhor se ajustaram aos dados experimentais. As curvas de secagem e de taxa de secagem foram ajustadas por modelos de generalização e os que melhor se ajustaram aos dados experimentais foram os de Motta Lima et al. (2002) e o de Toffoli (2005), respectivamente, para ambas as sementes de uva. Também foi realizado o ajuste de modelos cinéticos disponíveis na literatura para cada condição de secagem e os que melhor se ajustaram aos dados experimentais foram os de Verna, Henderson e Pabis Modificado e Dois Termos. Os parâmetros dos modelos foram obtidos por regressão não linear (Quasi-Newton), com o auxílio do software Statística 7.0Ò. Para as extrações do óleo de semente de uva Cabernet Sauvignon e Bordô, foram utilizadas sementes secas em secador convectivo de leito fixo nas temperaturas de 30, 40, 50, 60, 70 e 80 ºC e velocidade do ar de 0,8 m/s. Para a extração por prensagem, foram analisadas a influência do tempo de extração (4, 8 e 12 horas) e da pressão de operação (14, 18 e 22 ton/cm2). Na extração por Soxhlet, foram avaliados diferentes solventes (acetato de etila, diclorometano e hexano) e tempos de extração de 4, 8, 16, 24 e 48 horas. Já na extração por ultrassom, foram utilizados os mesmos solventes, nas razões de mistura semente/solvente de 1:4, 1:6 e 1:8 e tempos de extração de 30, 60 e 90 minutos. A melhor condição de extração, com base no teor de óleo obtido, para cada método estudado, foi determinada pela análise da superfície de resposta e da análise de variância, avaliando-se, também, a influência da temperatura de secagem das sementes. Para as sementes de uva Cabernet Sauvignon e Bordô, na prensagem, o maior teor de óleo foi obtido na pressão de 22 ton/cm2 e tempo de extração de 8 horas, utilizando sementes secas à 40ºC. Na extração por Soxhlet, o maior teor de óleo foi obtido utilizando sementes secas em temperaturas elevadas (80ºC) e diclorometano como solvente, num tempo de extração de 16 horas. Já com o ultrassom, o maior teor de óleo de óleo foi obtido num tempo de extração de 90 minutos, utilizando a razão de mistura 1:8 e o diclorometano como solvente. Nestas condições, os teores de óleo obtidos foram de 10, 14 e 20 %, para as extrações por prensa, ultrassom e Soxhlet, respectivamente, utilizando sementes de uva Cabernet Sauvignon e de 12, 13 e 17 %, respectivamente, utilizando sementes de uva Bordô. A caracterização físicoquímica do óleo foi realizada nestas melhores condições de extração. Para tanto, foram realizadas a identificação e quantificação dos ácidos graxos presentes no óleo por cromatografia em fase gasosa, a determinação do índice de acidez, índice de peróxido, índice de saponificação, matéria insaponificável, índice de iodo, índice de refração, cor, clorofila, fósforo total, bem como da massa específica, viscosidade, teor de umidade e capacidade antioxidante. Os resultados mostraram que o óleo de semente de uva de ambas as variedades é rico em compostos antioxidantes no extrato lipofílico e em ácidos graxos poli-insaturados, como o linoleico, sendo que a temperatura de secagem das sementes não influenciou significativamente na qualidade do óleo. Abstract: The present study aimed to study and develop a process for the extraction and production of crude oil of Cabernet Sauvignon and Ives grape seeds, that currently are residues from Brazilian wineries. On the characterization tests of the raw material, seeds were used fresh and dried at 105ºC for 24 hours in an oven. To this, were determined the length, width, thickness, specific mass, density, grain size, porosity, sphericity, angle of repose and specific heat. For the chemical characterization, were determined the moisture content, protein, lipids, carbohydrates and mineral profile. By the results, it was found that there was a significant difference in the width, thickness and sphericity among varieties, different from the specific mass. The angle of repose for the seeds was around 30º and the specific heat for both seeds was approximately 1.5 J/gK. The Cabernet Sauvignon and Ives grape seeds were dried in a convective dryer of fixed-bed at temperatures of 30, 40, 50, 60, 70 and 80 ºC and air velocities of 0.8, 1.2 and 1.6 m/s until they rich the equilibrium moisture content. It was The effective diffusivity, activation energy and the surface temperature of the seeds were also determined. Through the results, it was observed that the temperature of the drying air had a direct influence on the process. On the other hand the air speed didn'?t have the same influence, because with its increase, the drying rate, the diffusivity and activation energy also increased, besides the decreasing of the drying time. These results were also verified by analysis of variance and response surface. The equilibrium isotherms were determined by static method at temperatures 25, 35 and 50 ºC, being the models of Modified Henderson and Henderson the best fit to the experimental data. The drying curves and drying rate were adjusted by generalization models and the ones that best fitted the experimental data were the Motta Lima et al. (2002) and Toffoli (2005), respectively, for both grape seeds. For each drying condition. It was also performed adjustments of kinetic models available in the literature . The best models fitted to the experimental data were Verna, Pabis Henderson and Modified-Two Terms. The model parameters were obtained by non-linear regression (Quasi-Newton), with the aid of the Statistica 7.0Òsoftware. Dry seeds in convective dryer of fixed bed at temperatures of 30, 40, 50, 60, 70 and 80 °C and air speed of 0.8 m/s were used for the Cabernet Sauvignon and Ives grape seed oil extraction process,. In addition, the effect of extraction time (4, 8 and 12 hours) and pressure of operation (14, 18 and 22 ton/cm2) were analyzed for the extraction by pressing. In the Soxhlet extraction different solvents (ethyl acetate, dichloromethane and hexane) and extraction times of 4, 8, 16, 24 and 48 horas were evaluated. In the ultrasound extraction the same solvents were used, in the seed/solvent mixture ratio of 1:4, 1:6 and 1:8 and in the extraction times of 30, 60 and 90 minutes. The best condition of extraction based on oil content obtained for each method studied was determined by response surface analysis and analysis of variance, it was also evaluated the influence of the drying temperature of the seed. For the Cabernet Sauvignon and Ives grape seeds, in the pressing, the higher oil content was obtained in 22 ton/cm2 pressure and extraction time of 8h, using dry seeds at 40ºC. In the Soxhlet extraction, the higher oil content was obtained using dry seed at elevated temperatures (80°C), dichloromethane as solvent and a extraction time of 16 hours. With ultrasound, the higher oil content was obtained in extraction time of 90 minutes, using the mixing ratio of 1:8 and dichloromethane as solvent. In these conditions, the oil content obtained were 10, 14 and 20 % for extraction by press, ultrasound and Soxhlet using seeds of Cabernet Sauvignon and 12, 13 and 17 %, using Ives grape seeds. The physicochemical characterization of the oil was performed in these optimum conditions for extraction. For this purpose, the identification and quantification of fatty acids present in oil by gas chromatography, the determining the acid index, peroxide index, saponification number, unsaponifiable matter, iodine index, refractive index, color, chlorophyll, totalphosphorus, as well of specific mass, viscosity, moisture content and antioxidant capacity. were performed. The results showed that the grape seed oil of both varieties is rich in antioxidant compounds in the lipophilic extract and poly-unsaturated fatty acids such as linoleic, whereas the drying temperature of the seeds did not influence significantly the oil quality.

Idioma: Português Data de Publicação: 2014 Local de Publicação: Maringá, PR Orientador: Prof. Dr. Nehemias Curvelo Pereira ; Prof.ª Dr.ª Sueli Teresa Davantel de Barros Instituição: Universidade Estadual de Maringá. Centro de Tecnologia Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química Nível: Tese (doutorado em Engenharia Química)UEM: Departamento de Engenharia Química

Responsavel: elaine
Categoria: Aplicação
Formato: Documento PDF
Arquivo: Tese_Maraisa Lopes de Menezes.pdf
Tamanho: 11073 Kb (11338923 bytes)
Criado: 12-07-2016 08:16
Atualizado: 12-07-2016 08:26
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