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dc.creatorOliveira, Érica Resende de-
dc.date.accessioned2018-11-01T18:51:30Z-
dc.date.available2018-11-01T18:51:30Z-
dc.date.issued2018-11-01-
dc.date.submitted2018-08-24-
dc.identifier.citationOLIVEIRA, E. R. de. Extração sólido-líquido dos grãos de café verde e da torta da prensagem: estudo de solventes alternatives. 2018. 201 p. Tese (Doutorado em Ciência dos Alimentos)-Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2018.pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/31549-
dc.description.abstractThis work aimed to evaluate the feasibility of the extraction of oil, soluble solids and bioactive compounds from Arabica green coffee beans and its press cake obtained from the mechanical pressing processs, using alternative solvents (pure or mixtures) and methods. The materials, green coffee beans and cake, were physically and chemically characterized. The results showed that even after oil extraction by pressing, the cake still contains substantial content of soluble solids and bioactive compounds. After being characterized, the raw materials were subjected to extraction at room temperature, in order to quantify bioactive compounds and to compare the performance of the solvent ethanol and the methanol-acetone mixture to extract these compounds. The results showed that the solvent mixture methanol-acetone presented better performance to extract antioxidant compounds, which were found in greater quantity in the cake. Further, the oil yield (or soluble solids), bioactive compounds and antioxidants were evaluated through the analysis of total phenolic compounds (TPC), ABTS, DPPH, FRAP and beta-carotene bleaching assay (BCBA) of the green coffee beans and the cake using the Soxhlet type extractor; also, alternative solvents (acetone, ethyl acetate, ethanol and isopropanol) and traditional solvents (hexane and petroleum ether) were studied in different extraction times (3 and 5 h). The results showed that ethanol was the solvent that presented the best yie ld of soluble solids, antioxidants and phenolic compounds of both materials, except for the BCBA antioxidant analysis, which presented better results when ethyl acetate was employed. It was also studied the yield of the solid-liquid extraction with pure solvents (ethanol, acetone and ethyl acetate) at different temperatures (35 to 55 C), as well as the thermodynamic parameters of the process. It was observed that high temperatures positively affected the yield of the process, and that ethanol and acetone solvents presented better performance. The thermodynamic analysis of the processes showed that the ΔH and ΔS were positive, and ΔG were negative, indicating that the processes were endothermic and spontaneous. Once the behavior of the pure solvents was studied, two solvents (acetone and ethyl acetate) were selected to be used as cosolvents in the process of optimization of the ethanolic extraction of beans and cake. The solid-liquid extraction was carried out in a stirring bath with temperature control. The Rotational Central Composite Design (DCCR) was used to plan the experiment, where the independent variables were the concentration of cosolvents (acetone and ethyl acetate, 0 to 40%) in ethanol and temperature (35 to 55 C), and the variables responses were the yield and retention index. It was observed that the temperature and the addition of acetone had a positive effect on the process yield of both materials, and for the cake, the addition of ethyl acetate also influenced this response variable. The temperature also influenced the retention index of the extraction process of both materials, however, this variable response could not be represented by an empirical model. The study showed that the process of extracting soluble solids from the press cake is more viable than for the coffee beans. As an alternative method, the solid-liquid extraction process of the green coffee beans (20 kHz, 400 W, 3 mm diameter tip) was performed, where the same parameters of the optimization performed for the stirred bath were used, except the temperature, instead, the variable time was used as an independent variable (5 to 60 min). The desirability function was used to simultaneously optimize the r esults of the analyzed response variables (yield and retention index). The optimum regions were 16.41 to 31.45% for acetone, 31.45 to 40% for ethyl acetate and 54.44 for 60 min for the time. The results showed that the extraction time was a parameter with high influence on the recovery of soluble solids and the retention index of the solid-liquid extraction process of green coffee beans. By means of the results obtained, it can be demonstrated that the solid-liquid extraction process using green solvents is feasible for the extraction of oil or soluble solids from green coffee beans and its cake obtained from the mechanical pressing of the beans. Thus, solid-liquid extraction could be used as a second extraction step to remove solids from the cake, since the pressing process was shown to have low efficiency (< 30%) of oil yield as well as for the extraction of bioactive compounds.pt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Lavraspt_BR
dc.rightsrestrictAccesspt_BR
dc.subjectExtração sólido-líquidopt_BR
dc.subjectSólidos solúveispt_BR
dc.subjectSolventes alternativospt_BR
dc.subjectTermodinâmicapt_BR
dc.subjectCompostos bioativospt_BR
dc.subjectSolid-liquid extractionpt_BR
dc.subjectSoluble solidspt_BR
dc.subjectGreen solventspt_BR
dc.subjectThermodynamicspt_BR
dc.subjectBioactive compoundspt_BR
dc.titleExtração sólido-líquido dos grãos de café verde e da torta da prensagem: estudo de solventes alternativospt_BR
dc.title.alternativeSolid-liquid extraction of green coffee beans and its press cake: alternative solvents studypt_BR
dc.typetesept_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-Graduação em Ciência dos Alimentospt_BR
dc.publisher.initialsUFLApt_BR
dc.publisher.countrybrasilpt_BR
dc.contributor.advisor1Queiroz, Fabiana-
dc.contributor.referee1Queiroz, Fabiana-
dc.contributor.referee2Oliveira, Alessandra Lopes de-
dc.contributor.referee3Cirilo, Marcelo Ângelo-
dc.contributor.referee4Veríssimo, Lizzy Ayra Alcântara-
dc.contributor.referee5Correa, Jefferson Luiz Gomes-
dc.description.resumoEste trabalho foi realizado com o objetivo de avaliar a viabilidade da extração de óleo, sólidos solúveis e compostos bioativos presentes nos grãos de café verde (Coffea arabica) e da torta obtida da prensagem mecânica desses grãos, utilizando solventes verdes (alternativos ou biorenováveis) na forma pura e suas misturas, e métodos al ternativos. Os materias, grãos de café verde e torta, foram caracterizados física e quimicamente. Os resultados mostraram que, mesmo após a extração do óleo por prensagem, a torta ainda contém substancial teor de sólidos solúveis e compostos bioativos. Após serem caracterizadas, as matérias-primas foram submetidas à extração em temperatura ambiente, com a finalidade de quantificar compostos bioativos e comparar a performance do solvente etanol e da mistura metanol-acetona para extrair esses compostos. Os resultados obtidos mostraram que a mistura de solvente metanol-acetona apresentou melhor performance para extrair compostos antioxidantes, os quais foram encontrados em maior quantidade na torta. Em seguida, avaliou-se o rendimento da extração de óleo (ou só lidos solúveis) e de compostos bioativos e antioxidantes avaliados, por meio das análises de compostos fenólicos totais, ABTS, DPPH, FRAP e beta-caroteno dos grãos de café verde e da torta, utilizando o extrator tipo Soxhlet; também foram estudados solventes alternativos (acetona, acetato de etila, etanol e isopropanol) e solventes tradicionais (hexano e éter de petroleo), em diferentes tempos de extração (3 e 5 h), no rendimento. Os resultados mostraram que o etanol foi o solvente que apresentou melhor rendimento de sólidos solúveis, de antioxidantes e compostos fenólicos de ambos os materiais, com exceção da análise de antioxidante pelo método de descoloração do beta-caroteno, a qual apresentou melhor resultado quando o acetato de etila foi empregado. Foi também estudado o rendimento da extração sólido-líquido em batelada com solventes puros alternativos (etanol, acetona e acetato de etila) em diferentes temperaturas (35 a 55C), bem como os parâmetros termodinâmicos do processo. Foi observado que elevadas temperaturas afetaram positivamente o rendimento do processo, e os solventes etanol e acetona apresentaram melhor performance. A análise termodinâmica dos processos mostrou que as ΔH e ΔS foram positivas, e ΔG foram negativas, indicando que os processos são endotérmicos e espontâneos. Uma vez estudado o comportamento dos solventes puros, foram selecionados dois solventes (acetona e acetato de etila) para serem utilizados como cosolventes no processo de otimização da extração etanólica dos grãos e da torta. A extração sólido-líquida foi realizada em banho com agitação e controle de temperatura. Foi utilizado o Delineamento Composto Central Rotacional (DCCR) para planejar o experimento, onde as variáveis independentes foram a concentração de cosolventes (acetona e acetato de etila; 0 a 40%) no etanol e a temperatura (35 a 55 C), e as variáveis respostas, o rendimento e índice de retenção de sólidos solúveis. Observou-se que a temperatura e a adição de acetona tiveram um efeito positivo no rendimento do processo de ambos os materiais, sendo que, para a torta, a adição de acetato também influenciou esta variável resposta. A temperatura também influenciou o índice de retenção do processo de extração de ambos os materiais, no entanto, esta variável resposta não pode ser representada por um modelo empírico. O estudo mostrou que o processo de extração de sólidos solúveis da torta de café é mais viável do que para os grãos. Como método alternativo, foi realizado o processo de extração sólido-líquido dos grãos de café verde assistido por ultrassom (20 kHz, 400 W, ponteira de 3 mm de diâmetro), onde os mesmos parâmetros da otimização realizada para o banho com agitação foram utilizados, exceto a temperatura, no lugar da qual foi utilizado o tempo como variável independente (5 a 60 min). A função desejabilidade foi utilizada para otimizar, simultaneamente, os resultados das variáveis respostas analisadas (rendimento e índice de retenção). As regiões ótimas encontradas foram 16,41 a 31,45% para acetona, 31,45 a 40% para acetato de etila e 54,44 a 60 min para o tempo. Os resultados mostraram que o tempo de extração foi um parâmetro com elevada influência na recuperação de sólidos solúveis e no índice de retenção do processo de extração sólido-líquido de grãos de café verde. Por meio dos resultados obtidos, pode-se demonstrar que o processo de extração sólido-líquido utilizando solventes verdes é viável para a extração de óleo ou sólidos solúveis de grãos de café verde e da torta obtida da prensagem mecânica dos grãos. Assim, a extração sólido-líquido pode ser utilizada como uma segunda etapa de extração para remover os sólidos da torta, uma vez que o processo de prensagem se mostrou com baixa eficiência (< 30%) de rendimento de óleo, bem como da extração de compostos bioativos.pt_BR
dc.publisher.departmentDepartamento de Ciência dos Alimentospt_BR
dc.subject.cnpqCiência de Alimentospt_BR
dc.creator.Latteshttp://lattes.cnpq.br/8823435131111896pt_BR
Aparece nas coleções:Ciência dos Alimentos - Doutorado (Teses)



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