Uso de solventes orgânicos na extração e refino de óleos vegetais: determinação de propriedades físicas e energias livres de Gibbs por simulação molecular

• Processo: 21/09028-1
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2021
• Data de Término da vigência: 18 de outubro de 2023
• Área de conhecimento: Engenharias - Engenharia Química
• Pesquisador responsável: Pedro de Alcântara Pessôa Filho
• Beneficiário: Lilian Caroline Kramer Biasi
• Instituição Sede: Escola Politécnica (EP). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 14/21252-0 - Equilíbrio e processos de produção de biocombustíveis e bioprodutos, AP.TEM
• Assunto(s): Termodinâmica Solventes Extração líquido-líquido Óleos vegetais Propriedades físicas Viscosidade Energia livre de Gibbs Simulação de dinâmica molecular Método de Monte Carlo
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Dinâmica Molecular | Equilíbrio Termodinâmico | Monte Carlo | óleos vegetais | Simulação Computacional | Termodinâmica

Resumo

O uso de solventes orgânicos na extração e refino de óleos vegetais tem ganhado destaque nos últimos anos, visando alternativas mais sustentáveis e/ou menos tóxicas ao uso do hexano. Embora tais solventes tenham sido estudados como substitutos ao hexano ao longo do tempo, os processos de extração não estão totalmente otimizados. Desta forma, o entendimento das propriedades físicas e termodinâmicas desse sistema podem auxiliar nesse processo de substituição. Tais propriedades podem ser obtidas por simulações de dinâmica molecular e Monte Carlo. Porém a aplicação dessas técnicas na simulação de lipídios (ácidos graxos, triacilgliceróis, fosfolipídios etc.) está majoritariamente focada na área da saúde, com enfoque na presença desses componentes nas membranas celulares, na deposição de colesterol, e na interação com fármacos. O uso de simulação da dinâmica molecular em Engenharia de Alimentos é recente, porém tem ganhado espaço, com destaque para o estudo de proteínas. A aplicação de dinâmica molecular no estudo de lipídios tendo como foco a extração e refino de óleos vegetais é um assunto pouco explorado e apresenta potenciais ganhos no entendimento do processo e na aplicação dessa ferramenta em uma nova área. Desta forma, este projeto tem como objetivo ampliar o conhecimento e a otimização dos processos de extração e refino de óleos vegetais com solventes alternativos ao hexano, como o bioetanol. O presente projeto preconiza o uso de ferramentas de dinâmica molecular e/ou Monte Carlo para o cálculo de propriedades de transporte (viscosidade e difusividade), bem como o uso de outras ferramentas para o cálculo da energia de Gibbs de transferência de solutos, propriedade relacionada a sua partição em processos de extração. Tais ferramentas irão contribuir com o esclarecimento e determinação do equilíbrio químico entre solvente, óleos vegetais e compostos minoritários, elucidando interações e propriedades solvente + óleo que possam contribuir com a maximização do rendimento e melhora da qualidade do óleo vegetal extraído. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

BIASI, LILIAN CAROLINE KRAMER; RODRIGUES, CHRISTIANNE ELISABETE DA COSTA; PESSOA FILHO, PEDRO DE ALCANTARA. Molecular dynamics of vegetable oil extraction and degumming: Analysis of micelles and phospholipid bilayers in different solvents. JOURNAL OF THE AMERICAN OIL CHEMISTS SOCIETY, v. N/A, p. 19-pg., 2023-08-03. (22/10368-4, 14/21252-0, 21/09028-1)

NETO, OSCAR ZALLA SAMPAIO; BIASI, LILIAN CAROLINE KRAMER; FERREIRA, MARCELA CRAVO; GONSALVES, DANIEL; NETO, ANTONIO CARLOS SILVA; BATISTA, EDUARDO AUGUSTO CALDAS; MEIRELLES, ANTONIO JOSE DE ALMEIDA. Implementation of the moving control volume and filling front concepts in modelling solid-liquid extraction of vegetable oil from porous and non-porous solids in a fixed bed. Journal of Food Engineering, v. 334, p. 16-pg., 2022-12-01. (14/21252-0, 09/50593-2, 21/09028-1, 18/13207-6)

CALLIL-SOARES, PEDRO HENRIQUE; BIASI, LILIAN CAROLINE KRAMER; PESSOA FILHO, PEDRO DE ALCANTARA. Effect of preprocessing and simulation parameters on the performance of molecular docking studies. Journal of Molecular Modeling, v. 29, n. 8, p. 15-pg., 2023-08-01. (22/00562-8, 14/21252-0, 21/09028-1)