dc.creator | Steffens, Bruna Clarissa | |
dc.date.accessioned | 2023-02-15T15:08:49Z | |
dc.date.available | 2023-02-15T15:08:49Z | |
dc.date.issued | 2023-01-12 | |
dc.identifier.uri | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/27829 | |
dc.description.abstract | The palm oil is used in several industrial segments. During the palm oil refining
process, minor compounds such as β-carotene, phytosterols, squalene and tocotrienols are lost
due to the process conditions applied. Among these compounds, β-carotene has numerous
applications due its antioxidant, pro-vitamin A activity and high commercial value. The
present work evaluated the recovery of β-carotene from crude palm oil by adsorption and
desorption strategy. The palm oil fractions from the adsorption operation were characterized
for free fatty acid content, peroxide value, iodine value and melting point by differential
scanning calorimetry (DSC). The analysis demonstrated the possibility of palm oil utilization
for edible purposes after the adsorption step. Five synthetic polymer adsorbents were
evaluated in batch mode: Diaion HP20, Sepabeads SP70, Sepabeads SP700, Diaion
HP2MGL, Amberlite XAD7HP. The kinetics and adsorption equilibrium assays and
thermodynamic parameters calculation were performed for Sepabeads SP70 resin, which
revealed the highest adsorption capacity for β-carotene adsorption from palm oil micelle in
isopropanol. The experimental data were best described by the pseudo-second-order kinetic
model. The Weber and Morris kinetic model indicated that the mass transfer in the adsorption
is a multiple steps phenomena. The Hill De Boer and Langmuir equilibrium models were able
to describe the experimental data. The theoretical maximum adsorption capacity determined
by the Langmuir model was 0.76 ± 0.03 mg.g-1. The thermodynamic parameters indicated a
favorable, spontaneous and exothermic adsorption associated with physical bonding.
Sequential cycles of adsorbent usage indicated the possibility of reusing the Sepabeads SP70
resin for, at least, 5 cycles based on the values of adsorption capacity. The possibility of
adsorbent reutilization was verified by scanning electron microscopy (SEM) and Brunauer,
Emmett and Teller (BET) method characterization. The desorption was evaluated in single
stage and multiple stages using isopropanol and hexane sequentially. The enrichment factor
increased from 1.85 ± 0.10 to 3.40 ± 0.21 when employing multiple stages. The present study
showed that the recovery of β-carotene from crude palm oil is feasible. The recovery of βcarotene from palm oil contributes to the valorization of the palm oil production chain, since
it recovers a bioactive compound that would be naturally degraded during the refining of this
raw material. | eng |
dc.language | por | por |
dc.publisher | Universidade Federal de Santa Maria | por |
dc.rights | Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International | * |
dc.rights.uri | http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/ | * |
dc.subject | Composto bioativo | por |
dc.subject | Divinilbenzeno-etilvinilbenzeno | por |
dc.subject | Micela | por |
dc.subject | Múltiplos estágios | por |
dc.subject | Bioactive compound | eng |
dc.subject | Divinylbenzene-ethylvinylbenzene | eng |
dc.subject | Micelle | eng |
dc.subject | Multiple steps | eng |
dc.title | Recuperação de beta-caroteno de óleo de palma bruto através de operações de adsorção e dessorção: estudos de cinética, equilíbrio e termodinâmica | por |
dc.title.alternative | Recovery of beta-carotene from crude palm oil by adsorption and desorption operations: kinetics, equilibrium and thermodynamics studies | eng |
dc.type | Dissertação | por |
dc.description.resumo | O óleo de palma é utilizado em diversos segmentos industriais. Durante o processo de
refino do óleo de palma, componentes minoritários como β-caroteno, fitoesteróis, esqualeno e
tocotrienóis são perdidos devido às condições de processo utilizadas. Dentre estes compostos,
o β-caroteno possui diversas aplicações devido às suas propriedades antioxidantes e próvitamina A e alto valor de mercado. O presente trabalho avaliou a recuperação de β-caroteno
de óleo de palma bruto por meio de operações de adsorção e dessorção. O óleo de palma foi
caracterizado quanto ao teor de ácidos graxos livres, valor de peróxido, índice de iodo e ponto
de fusão por calorimetria de varredura diferencial (DSC) anterior e posteriormente à adsorção.
As análises comprovaram a possibilidade de utilização do óleo para fins alimentícios após a
adsorção. Foram avaliados, em batelada, cinco adsorventes sintéticos: Diaion HP20,
Sepabeads SP70, Sepabeads SP700, Diaion HP2MGL, Amberlite XAD7HP. Os ensaios de
cinética, equilíbrio de adsorção e cálculo dos parâmetros termodinâmicos foram realizados
para a resina Sepabeads SP70, a qual mostrou a maior capacidade de adsorção para βcaroteno a partir de micela de óleo de palma em isopropanol. Os dados experimentais foram
melhor descritos pelo modelo cinético pseudo-segunda ordem e o modelo de Weber e Morris
indicou que a transferência de massa no processo ocorre em múltiplas etapas. Os modelos de
equilíbrio de Hill De Boer e Langmuir foram capazes de descrever os dados experimentais. A
capacidade máxima teórica de adsorção determinada pelo modelo de Langmuir foi de 0.76 ±
0.03 mg.g-1
. Os parâmetros termodinâmicos indicaram adsorção favorável, espontânea e
exotérmica associada à fisissorção. A realização de ciclos sequenciais de uso do adsorvente
indica a possibilidade de reutilização da resina Sepabeads SP70 por, no mínimo, 5 vezes, com
base nos valores de capacidade de adsorção. A possibilidade de reutilização do adsorvente foi
comprovada pela caracterização por microscopia eletrônica de varredura (MEV) e método de
Brunauer, Emmett and Teller (BET). A dessorção foi avaliada em um único estágio e
múltiplos estágios utilizando isopropanol e hexano sequencialmente. O fator de
enriquecimento aumentou de 1,85 ± 0,10 para 3,40 ± 0,21 ao empregar múltiplos estágios. O
presente estudo mostrou que a recuperação de β-caroteno a partir de óleo de palma bruto é
factível. A recuperação de β-caroteno do óleo de palma contribui para a valorização da cadeia
produtiva da palma, uma vez que recupera um composto bioativo que seria naturalmente
degradado durante o refino dessa matéria prima. | por |
dc.contributor.advisor1 | Bertuol, Daniel Assumpção | |
dc.contributor.advisor1Lattes | http://lattes.cnpq.br/7979212992364682 | por |
dc.contributor.advisor-co1 | Tanabe, Eduardo Hiromitsu | |
dc.contributor.referee1 | Ballus, Cristiano Augusto | |
dc.contributor.referee2 | Calgaro, Camila Ottonelli | |
dc.creator.Lattes | http://lattes.cnpq.br/5566364295493685 | por |
dc.publisher.country | Brasil | por |
dc.publisher.department | Engenharia Química | por |
dc.publisher.initials | UFSM | por |
dc.publisher.program | Programa de Pós-Graduação em Engenharia Química | por |
dc.subject.cnpq | CNPQ::ENGENHARIAS::ENGENHARIA QUIMICA | por |
dc.publisher.unidade | Centro de Tecnologia | por |