URI - CAMPUS ERECHIM
DEPARTAMENTO DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS
PROGRAMA DE MESTRADO EM ENGENHARIA DE ALIMENTOS
PRODUÇÃO DE ÉSTERES ETÍLICOS A PARTIR DE ÓLEO DE SOJA UTILIZANDO LIPASES EM PROPANO PRESSURIZADO
CRISTIANE HILDEBRAND
Dissertação de Mestrado submetida ao Programa de Mestrado em Engenharia de Alimentos da URI-Campus de Erechim, como requisito parcial à obtenção do Grau de Mestre em Engenharia de Alimentos, Área de Concentração: Engenharia de Alimentos, da Universidade Regional Integrada do Alto Uruguai e das Missões – URI, Campus de Erechim.
ERECHIM, RS - BRASIL FEVEREIRO DE 2007
PRODUÇÃO DE ÉSTERES ETÍLICOS A PARTIR DE ÓLEO DE SOJA UTILIZANDO LIPASES EM PROPANO PRESSURIZADO
CRISTIANE HILDEBRAND
Dissertação de Mestrado submetida à Comissão Julgadora do Programa de Mestrado em Engenharia de Alimentos como parte dos requisitos necessários à obtenção do Grau de Mestre em Engenharia de Alimentos, Área de Concentração:
Engenharia de Alimentos.
Comissão Julgadora:
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José Vladimir de Oliveira, D. Sc.
Orientador
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Marcos Lúcio Corazza, D. Sc.
Orientador
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Papa Matar Ndiaye, D.Sc.
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Débora de Oliveira, D.Sc.
Erechim, 15 de fevereiro de 2007.
Dedicatória:
À minha mãe, pelo exemplo de vida, dedicatória, e persistência;
Ao meu pai e meu irmão.
AGRADECIMENTOS
Agradeço a Deus por todo o ensinamento e pelas minhas conquistas.
À minha mãe, Susanna, por horas de insistência e persistência. Ao meu pai, Siegfried, e meu irmão, Ricardo, pelo apoio.
Às grandes amigas Cíntia, Ana Paula, Michele F., Katiusca, Soraia, Adriana, Vanessa, professora Sandra H. W. Medeiros, que apesar da distância sempre estiveram muito presente.
Aos meus orientadores José Vladimir de Oliveira e Marcos Lúcio Corazza, pelo companheirismo e amizade.
A todos os meus colegas de Mestrado e do Laboratório de Termodinâmica, em especial ao Elton, Cacá, Ângela, Suzimara, Camila, Clarissa, Jarbas, Karina Silvana, João, Marcio e Gustavo.
Aos professores do Curso de Mestrado em Engenharia de Alimentos, que fazem e que fizeram parte do programa.
A uma grande e sempre amiga Michele Cristiane Mesomo, pelo apoio de todas as horas alegres e tristes, valeu “DINHA”. A uma pessoa que chegou de mansinho, cheia de energia e alegria, Karina G. Fiametti, obrigada “DONA”,
Um agradecimento à Aline, secretaria do Programa de Mestrado em Engenharia de Alimentos.
A INTECNIAL pelo apoio financeiro.
“Não fracassei.
Descobri dez mil esquemas que não funcionam”
Benjamin Franklin.
Resumo da Dissertação apresentada ao Programa de Mestrado em Engenharia de Alimentos como parte dos requisitos necessários para a obtenção do Grau de Mestre em Engenharia de Alimentos.
PRODUÇÃO DE ÉSTERES ETÍLICOS A PARTIR DE ÓLEO DE SOJA UTILIZANDO LIPASES EM PROPANO PRESSURIZADO
Cristiane Hildebrand
Orientadores: José Vladimir de Oliveira Marcos Lúcio Corazza
A produção de biodiesel, aliada ao uso de biocatalisadores associada ao emprego de solventes pressurizados, não tóxicos, com a possibilidade de reutilização do catalisador apresenta grande relevância no contexto da biotecnologia. As lipases apresentam, dentre outras características, baixo impacto ambiental e alta especificidade pelo substrato. Neste contexto, o principal objetivo deste trabalho é a produção de ésteres etílicos a partir da transesterificação do óleo soja em propano pressurizado, utilizando lipase de Yarrowia lipolytica, lipase PS Amano e lipase AY Amano 30, como catalisadores. Foi efetuado um estudo das seguintes variáveis do processo: temperatura de 35°C - 65°C, concentração de enzima de 1% m/m – 20%
m/m, razão molar óleo:etanol 1:3 – 1:15 e razão mássica solvente/substrato 1:1 – 4:1, à pressão fixa de 50bar. A análise dos ésteres produzidos foi realizada através de cromatografia gasosa com detector de ionização de chama. Embora em geral baixas converses tenham sido obttidas através do emprego das enzimas comerciais e não comercial, os aspectos relacionados às baixas cargas solvente/substratos, o emprego de temperaturas e pressões amenas conferem importância ao presente trabalho e justifica esforços na continuidade de pesquisas neste campo.
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Abstract of Dissertation presented to Food Engineering Program as a partial fulfillment of the requirements for the Master in Food Engineering.
PRODUCTION OF FATTY ACID ETHYL ESTERS STARTING FROM SOYBEAN OIL USING LIPASES-CATALYZED IN PRESSURIZED PROPANE
Cristiane Hildebrand
Advisors: José Vladimir de Oliveira Marcos Lúcio Corazza
Biocatalysis through the use of enzymes, especially lipases, has become an increasingly important research field in recent years and has been considered as the most efficient way of producing fine chemicals in a near future. Lipases are generally effective biocatalysts due to high-substrate specific activity, low impact on the environment, functional group and stereo specificities. Besides, the possibility of using biodiesel as a replacement or an additive to mineral diesel, to result in a sulfur- free, non-toxic, biodegradable, domestically produced biofuel from a renewable source has motivated the modification of vegetable oils towards reduction of environmental costs and import needs. In this context, the aim of this work is to investigate the production of fatty acid ethyl esters from soybean oil in compressed propane, using a non-commercial lipase from Yarrowia lipolytica and two commercial ones from Amano as catalysts. The experiments were performed in a laboratory- scale unit in the temperature range of 35°C - 65°C, from 50bar, enzyme concentration 1% - 10% (w/w), oil to ethanol molar ratio of 1:3 - 1:9 and solvent/substrates mass ratio of 2:1 - 4:1. Though poor reaction conversions were generally obtained with the employed commercial and non-commercial lipases in propane medium, the aspects of low solvent to substrates mass ratio, mild temperature and pressure operating conditions to produce ethyl esters justify further investigations to improve reaction yields.
