Orientador: Patricia Fazzio Martins Martinez

Dissertação (mestrado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Química

Resumo: A extração de materiais lipídicos, como as ceras, é comumente realizada utilizando hexano como solvente extrator. Entretanto, este solvente está vinculado à emissão de compostos orgânicos voláteis (VOCs), poluição do ar e é tóxico. Preocupações em garantir o desenvolvimento sustentável da...

Resumo: A extração de materiais lipídicos, como as ceras, é comumente realizada utilizando hexano como solvente extrator. Entretanto, este solvente está vinculado à emissão de compostos orgânicos voláteis (VOCs), poluição do ar e é tóxico. Preocupações em garantir o desenvolvimento sustentável da humanidade têm levado à substituição de solventes tóxicos pelos obtidos a partir de fontes renováveis, menos tóxicos e sustentáveis, como é o caso dos solventes terpênicos. Portanto, neste trabalho, foi estudada a extração de cera a partir da casca da cana-de-açúcar utilizando os terpenos pineno e limoneno. Esta cera possui grande quantidade de octacosanol, principal composto do Policosanol, que é uma mistura de álcoois graxos que apresenta propriedades anticolesterolêmicas. As ceras foram extraídas em Soxhlet e, posteriormente, purificadas. Os extratos obtidos foram caracterizados quimicamente utilizando infravermelho por transformada de Fourier (FT-IR), índice de acidez (IA), índice de saponificação (IS) e cromatografia gasosa bidimensional abrangente (GC×GC), enquanto a caracterização térmica foi realizada por calorimetria exploratória diferencial (DSC) e termogravimetria (TGA). Os rendimentos de cera bruta para as extrações com o limoneno e pineno apresentaram valores maiores (18,0-64,4 %) que os do hexano (7,2-8,3 %) devido à reações indesejadas por exposição à luz e temperatura. Porém, após o processo de purificação, observou-se que apesar do hexano extrair mais cera purificada em tempos menores (64,1-83,3 %), os solventes terpênicos também apresentam altos rendimentos relativos (31,2-74,6 %). A análise de teor de octacosanol por GC×GC apontou que a extração deste composto utilizando o hexano diminui conforme o tempo de extração (31,3-22,2 %) devido à extração conjunta de outros compostos. O comportamento inverso foi observado para os solventes terpênicos (17,8-27,8 %), que fazem a extração de forma mais gradual e diretamente proporcional ao tempo. TGA e DSC mostraram que as ceras purificadas obtidas com todos os solventes são estáveis até pelo menos 200 °C e que estes valores indicam boa resistência termo-oxidativa. Sendo assim, concluiu-se que é possível usar os terpenos limoneno e pineno para a extração de ceras com características físico-químicas similares às disponíveis comercialmente

Abstract: Lipid materials extraction, such as waxes, is usually performed using hexane as the extracting solvent. However, this solvent is linked to the emission of volatile organic compounds (VOCs), risk of explosion, toxicity and air pollution. Concerns about ensuring the sustainable development...

Abstract: Lipid materials extraction, such as waxes, is usually performed using hexane as the extracting solvent. However, this solvent is linked to the emission of volatile organic compounds (VOCs), risk of explosion, toxicity and air pollution. Concerns about ensuring the sustainable development of mankind have led to the replacement of toxic solvents from petroleum by those obtained from renewable, less toxic and sustainable sources, such as terpenic solvents. Therefore, in this work, the extraction of wax from sugarcane peels using the terpenes pinene and limonene was studied. This wax contains a large amount of octacosanol, the main compound of Policosanol, which is a mixture of fatty alcohols with anticholesterolemic properties. The waxes were extracted in Soxhlet and subsequently purified. The extracts were chemically characterized using Fourier Transform Infrared (FT-IR) and by comprehensive two-dimensional gas chromatography (GC×GC) while thermal characterization was performed by differential scanning calorimetry (DSC) and thermogravimetry analysis (TGA). The crude wax yields for extractions with limonene and pinene (18.0-64.4 %) showed results much higher than those of hexane (7.2-8.3 %) due to possible parallel reactions promoted by light and temperature exposure. However, after the purification process, it was observed that although hexane extracts more wax in less time (64.1-83.3 %), the terpene solvents can overcome it with when extraction times are increased (31.2-74.6 %). Analysis of octacosanol content by GC×GC showed that the extraction of this compound using hexane decreases as the extraction time increases (31.3-22.2 %) due to the co-extraction of compounds. The opposite behavior was observed for the terpene solvents (17.8-27.8 %), which extract waxes gradually and directly proportional to the extraction time. Thermal characterizations obtained by TGA and DSC showed that all the sugarcane purified waxes obtained are stable up to at least 200 °C and that these values show good thermo-oxidative resistance. Thus, it has been found that it is possible to use the terpenes limonene and pinene in the extraction of waxes, since the obtained waxes have physicochemical characteristics similar to those waxes available commercially

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