ISEP - DM – Biorrecursos
Permanent URI for this collection
Browse
Browsing ISEP - DM – Biorrecursos by Sustainable Development Goals (SDG) "09:Indústria, Inovação e Infraestruturas"
Now showing 1 - 6 of 6
Results Per Page
Sort Options
- Cálculo da pegada de carbono de adesivos hotmeltPublication . FIDALGO, DAVID DO NASCIMENTO; Martins, Florinda FigueiredoOs adesivos hotmelt são materiais termoplásticos utilizados para unir dois substratos após a sua fusão. Estes adesivos podem ser utilizados em inúmeras indústrias, como a de embalagens, construção, cuidados de saúde, entre outros, distinguindo-se dos restantes tipos de adesivos pela ausência de solventes na sua composição. Tendo em conta a crescente preocupação das indústrias com a sustentabilidade, este estudo foi realizado em parceria com a Colquímica Adhesives com o objetivo de implementar uma metodologia para determinar a pegada de carbono dos adesivos hotmelt produzidos pela empresa, desde o “berço até ao portão” (Cradle to Gate), ou seja, desde a extração das matérias-primas utilizadas até à saída da fábrica. Para isso, foram recolhidas informações em relação às matérias-primas e materiais de embalagem utilizados, bem como do processo de produção do adesivo. Para auxiliar o cálculo, foi utilizado um software de avaliação de ciclo de vida gratuito, o openLCA 2.4.0. Como caso de estudo, foi selecionado um adesivo hotmelt, designado neste projeto como PE3, e a sua pegada de carbono foi calculada para cada fábrica da empresa. Os resultados obtidos demonstraram que o adesivo apresentou uma pegada de carbono média de 3,35 kg de CO2eq por kg de adesivo produzido, considerando as três unidades de produção da empresa. Ficou ainda evidente que a fase do ciclo de vida do produto que contribuiu mais para esta categoria de impacto foi a extração e produção das matérias-primas utilizadas, representando em média cerca de 89,9% da pegada de carbono, devendo ser o foco prioritário de estudos futuros para a redução da pegada de carbono dos produtos produzidos pela empresa.
- Caracterização e avaliação bioquímica de produtos marinhos para determinação de origem geográfica e qualidade nutricionalPublication . AZEREDO, BEATRIZ JORGE MAGALHÃES DE; Ferreira, Maria João Dantas Ramalhosa; Soares, Cristina Maria DiasSeafood fraud, particularly the mislabelling of geographic origin, undermines consumer trust and sustainable fisheries management. This study developed an integrated framework combining consumer insights, nutritional profiling, and amino acid (AA)-based chemometric analysis to authenticate the origin of Trachurus trachurus from the Portuguese coast. A consumer survey (n=102) revealed high awareness of seafood mislabelling (68%) but low selfefficacy in detecting origin (56%), underscoring a clear demand for scientific verification. Biochemically, gravimetric analysis of n-hexane extracts revealed that neutral lipid content varied significantly by region, ranging from 13.5% (Peniche) to 18.2% (Sines) on a dry weight basis. The crude protein content, determined by the Kjeldahl method, was consistently high (76.2–80.2%), with Olhão, Peniche, and Sines forming a distinct high-protein cluster. From 150 individual fish, High-Performance Liquid Chromatography (HPLC) with methanesulfonic acid hydrolysis, optimised to preserve labile AAs, quantified 17 proteinogenic AAs via pre-column derivatization (OPA/FMOC) and fluorescence detection, with pronounced geographical variations observed in glutamic acid, aspartic acid, and proline. Multivariate analysis confirmed distinct location-based clustering in the AA profiles. To build a predictive authentication tool, machine learning models were developed and compared. A supervised Linear Discriminant Analysis (LDA) model achieved 82.7 ± 4.4% cross-validation accuracy, outperforming a Random Forest (RF) classifier (76.0 ± 7.8%), and demonstrated 66.7% accuracy on an independent test set. The top discriminative AAs for origin were glutamic acid, aspartic acid, tyrosine, tryptophan, and isoleucine. These results confirm that AA profiles serve as a robust biochemical fingerprint for geographical authentication. This research provides a practical, science-based framework to enhance traceability systems, thereby supporting sustainable fisheries and restoring consumer confidence in seafood supply chains.
- Desenvolvimento de processos para a produção de polímeros naturais a partir de subprodutos da indústria agrícolaPublication . MAGALHÃES, FRANCISCO DE ALMEIDA E; Morais, Simone BarreiraThis thesis explored the valorization of agricultural by-products as a sustainable feedstock for the production of protein-based biopolymers, focusing on the influence of pre-treatments in the extraction of protein. Ethanol-washing, water-washing, acid and alkaline pre-treatments were conducted for two byproducts to evaluate their impact on protein yield and purity. Analytical techniques including Fourier transform infrared spectroscopy, sodium dodecyl sulfate-polyacrylamide gel electrophoresis and high-performance liquid chromatography were employed to evaluate both protein integrity and total amino acid content. Injection molding was also conducted as an application test. Results indicated that ethanol-washing provided the highest extraction yields (12.84 % for subproduct A and 16.53 % for sub-product B) yet the lowest protein purity (45.17 % for by-product A and 36.86 % for by-product B), while alkaline pre-treatment and acid pre-treatments respectively produced purer protein isolates for by-product A and B (74.07 % for A and 61.16 % for B). Sequential combinations of pre-treatments showed potential to enhance impurities removal, but failed to achieve higher total amino acid content and process yields. Preliminary injection molding trials demonstrated the feasibility of using the protein isolates, though challenges such as moisture limited performance. Overall, the study highlights that pre-treatment selection plays a decisive role in balancing yield and protein quality, with alkaline pre-treatment emerging as the most promising approach for biopolymer application for by-product A.
- Fitorremediação de nutrientes em excesso na Ribeira da Costa/CourosPublication . MARTINS, ANA RITA TEIXEIRA; Gonçalves, Ana Clara Fortio Mourato Teixeira Grosso; Morais, Simone BarreiraA crescente pressão antrópica sobre os sistemas fluviais urbanos tem conduzido a fenómenos de degradação ecológica e eutrofização, exigindo soluções sustentáveis e eficazes para a melhoria da qualidade da água. Neste contexto, o presente trabalho teve como objetivo avaliar a eficácia de três espécies de macrófitos, T. latifolia L., J. effusus L. e I. pseudacorus L., na remoção de nutrientes (nitratos, azoto amoniacal e fósforo) através de ensaios laboratoriais controlados, e a sua posterior aplicação em contexto real, na Ribeira da Costa/Couros, Guimarães, como estratégia de reabilitação ecológica. Os resultados laboratoriais demonstraram que T. latifolia, I. pseudacorus e J. effusus foram particularmente eficazes na remoção de nitratos, com taxas de remoção de 100% em todos os casos, comparativamente aos 33,4% observados no grupo controlo, resultando em diferenças estatisticamente significativas. Relativamente ao fósforo, J. effusus obteve uma taxa de remoção de 100%, I. pseudacorus de 98,5% e T. latifolia de 96,0% em contraste com os 71,1% registados no controlo. Quanto ao fosfato, J. effusus revelou novamente uma remoção completa (100%), seguida por I. pseudacorus com 98,5% e T. latifolia com 96,1%, superando significativamente os 65,7% do grupo sem plantas. As diferenças estatisticamente significativas na remoção de fósforo e fosfato foram observadas apenas entre I. pseudacorus e J. effusus em comparação com o grupo controlo. Relativamente ao azoto amoniacal, observaram-se taxas mais moderadas, com T. latifolia a alcançar 87,8%, I. pseudacorus 86,1% e J. effusus 85,3%, comparativamente aos 77,4% do grupo controlo, não tendo sido detetadas diferenças estatisticamente significativas neste parâmetro. A análise visual confirmou o desenvolvimento das plantas ao longo do ensaio, com maior vigor observado em T. latifolia e I. pseudacorus. Em contexto real, verificou-se um crescimento satisfatório das espécies em zonas da ribeira com menor perturbação humana, embora tenha sido observada a proliferação de espécies invasoras e o desaparecimento dos macrófitos introduzidos em zonas mais expostas. Os resultados de monitorização da água apontam para uma manutenção da qualidade da mesma, sem alterações significativas, o que reforça a importância da densidade de plantação, tempo de maturação e controlo de variáveis externas, como descargas ilegais, carga contaminante e presença de espécies exóticas. Estes resultados validam o potencial da fitorremediação com macrófitos como ferramenta de reabilitação ecológica urbana e destacam a necessidade de abordagens integradas e de longo prazo para garantir a sua eficácia.
- Modelação e otimização da extração de compostos bioativos de bagaço de uvaPublication . FERNANDES, ANDRÉ FILIPE ALVES; Soares, Cristina Maria DiasA indústria vinícola é uma das mais importantes atividades económicas em Portugal. O setor vitivinícola gera subprodutos substanciais, como o bagaço de uva, que representam desafios ambientais. Estes subprodutos são ricos em polifenóis, que apresentam reconhecidos benefícios para a saúde, tornando-os valiosos para aplicações sustentáveis. Neste estudo avaliou-se o potencial do bagaço de uva como fonte de antioxidantes para incorporação em produtos alimentares, com foco na otimização da sua extração através de técnicas sustentáveis. Inicialmente, foi utilizado um desenho fatorial fracionado de dois níveis para identificar os fatores mais significativos que influenciam o teor de polifenóis totais (TPC) na extração convencional do bagaço de uva Tinta Miúda. Com base nestes dados, aplicou-se a metodologia de superfície de resposta (RSM) para determinar as condições ótimas de extração. Por fim, técnicas avançadas de extração, incluindo a extração assistida por ultrassons (UAE), a extração assistida por micro-ondas (MAE) e a extração em água subcrítica (SWE), foram aplicadas aos bagaços de uva Tinta Miúda e Cerceal Branco. O TPC, o poder antioxidante através da redução de ferro (FRAP) e a atividade de eliminação de radicais livres do ácido 2,2’-azino-bis(3-etilbenzotiazolino-6-sulfónico) (ABTS) foram determinados para avaliar as propriedades antioxidantes. A análise estatística revelou que a temperatura, a concentração de solvente, o rácio e o tempo, são os fatores estatisticamente mais significativos que influenciam o TPC na extração convencional. As condições otimizadas para a extração convencional foram rácio a 1:50 g/mL, concentração de solvente a 50%, tempo a 60 min, temperatura a 55°C. Entre as técnicas de extração testadas, destacam-se os seguintes resultados: para a Tinta Miúda, os valores mais elevados obtidos foram: em TPC, 3,64E+01 mg GAE/g dw para UAE 70% durante 20 min e 3,28E+01 mg GAE/g dw para SWE a 150 °C e 10 bar; em ABTS, 5,30E+01 mg GAE/g dw para SWE a 150 °C e 20 bar e 5,27E+01 mg GAE/g dw para MAE a 40 °C durante 10 min; em FRAP, 5,12E+01 mg GAE/g dw para UAE 70%/20 min, 5,08E+01 mg GAE/g dw para SWE 150 °C /10 bar e 5,31E+01 mg GAE/g dw para SWE 150 °C /20 bar. Para o Cerceal Branco, em TPC os valores foram de 4,68E+01 mg GAE/g dw para UAE 70%/20 min e 4,20E+01 mg GAE/g dw para SWE 150 °C/10 bar; em ABTS, destacou-se a MAE a 40 °C/10 min com 1,01E+02 mg GAE/g dw; em FRAP, os valores variaram de 5,19E+01 mg GAE/g dw para ESL a 5,32E+01 mg GAE/g dw para UAE 70%/20 min, com a SWE 150 °C/10 bar a apresentar 4,86E+01 mg GAE/g dw. Este estudo destaca a variação da atividade antioxidantes entre as variedades de bagaço testadas, sublinha o seu potencial como uma fonte valiosa e sustentável de antioxidantes naturais e enfatiza o papel das técnicas de extração na valorização dos subprodutos da vinificação para aplicações em alimentos funcionais.
- Remoção de fosfatos em águas com recurso a conchas de bivalvesPublication . FERREIRA, EDUARDO MANUEL PEREIRA; Silva, Luís Manuel Sousa da; Galán Díaz, Juan JoséA eutrofização resultante da presença excessiva de fosfatos em meios aquáticos constitui um dos principais desafios ambientais atuais, tornando essencial o desenvolvimento de soluções de tratamento sustentáveis e de baixo custo. Neste contexto, o presente trabalho avaliou o potencial de utilização de resíduos de conchas de bivalves, nomeadamente de ostra (Crassostrea spp.) e de mexilhão (Mytilus spp.), como adsorventes alternativos para a remoção de fosfatos em solução aquosa, que trazem a possibilidade de uma reutilização como fertilizantes para a agricultura. A metodologia integrou ensaios cinéticos de deposição química, caracterização morfológica e composicional por microscopia eletrónica de varrimento com análise de dispersão de energia (SEM-EDS) e modelação matemática do processo. Os ensaios cinéticos evidenciaram a influência significativa da granulometria e do tipo de concha, revelando que a ostra fragmentada em partículas de 1–2 mm apresentou maior capacidade de remoção e taxas de deposição química mais rápidas. A caracterização SEM-EDS corroborou estes resultados, demonstrando que a ostra possui superfícies mais rugosas, heterogéneas e ricas em carbonato de cálcio, em contraste com as superfícies mais homogéneas e compactas observadas no mexilhão. O modelo matemático aplicado mostrou boa concordância com os dados experimentais (R² > 0,98), permitindo a extração de parâmetros cinéticos relevantes, área descoberta inicial, A₀, coeficiente global de transferência de massa, kₘₐₛₛₐ, e capacidade de deposição, γ, ainda que se reconheça o seu carácter simplista. De forma integrada, os resultados estabeleceram um padrão de desempenho claro, possível comprovar com as taxas de remoção, em que a concentração inicial para as conchas de mexilhão era de 47,64 mg/L, para a granulometria mais fina, e 47,77 mg/L para a granulometria maior, e para as conchas era de 46,34 mg/L, para a granulometria mais fina, e 50,07 mg/L para a granulometria maior: ostras 1–2 mm, com 90% de remoção, seguidas das ostras 4–8 mm, 75% de remoção, as quais apresentam resultados próximos às conchas de mexilhão 1–2 mm, 66% de remoção, enquanto os mexilhões de 4–8 mm, 57% de remoção, acabam por apresentar os resultados mais baixos, confirmando a ostra fragmentada em granulometria fina como o material mais promissor. Estes resultados validam a utilização de resíduos de conchas como materiais adsorventes de baixo custo, contribuindo para a valorização de subprodutos da indústria aquícola e para o desenvolvimento de soluções sustentáveis no tratamento de águas contaminadas por fosfatos.