Loading...
Publication
Desenvolvimento de processos para a produção de polímeros naturais a partir de subprodutos da indústria agrícola
| Name: | Description: | Size: | Format: | |
|---|---|---|---|---|
| 4.9 MB | Adobe PDF |
Advisor(s)
Abstract(s)
This 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.
O tema desta tese consistiu na valorização de subprodutos agrícolas como matéria-prima sustentável para a produção de bio polímeros à base de proteínas, com foco na influência dos pré-tratamentos na extração de proteína. Foram realizados pré-tratamentos com etanol, água, ácido e base em dois subprodutos, de forma a avaliar o seu impacto no rendimento e pureza das proteínas. A integridade das proteínas e o conteúdo total de aminoácidos foram avaliados recorrendo a FTIR, SDS-PAGE e HPLC. Ensaios de moldagem por injeção também foram conduzidos como teste de aplicação. Os resultados indicaram que o pré-tratamento com etanol origina os maiores rendimentos de extração (12,84 % para o subproduto A e 16,53 % para o subproduto B), mas com a menor pureza proteica (45,17 % para o subproduto A e 36,86 % para o subproduto B), enquanto o pré-tratamento alcalino e o pré-tratamento ácido resultaram, respetivamente, em isolados proteicos mais puros para os subprodutos A e B (74,07 % para A e 61,16 % para B). Combinações sequenciais de diferentes pré-tratamentos mostraram potencial para aumentar a remoção de impurezas, mas não foram capazes de alcançar maiores teores totais de aminoácidos nem melhores rendimentos de processo. Ensaios preliminares de moldagem por injeção demonstraram a viabilidade do uso dos isolados proteicos, embora desafios como a humidade das amostras tenham limitado o seu sucesso. De forma geral, o estudo evidencia que a escolha do pré-tratamento desempenha um papel decisivo no equilíbrio entre o rendimento e qualidade proteica, sendo o pré-tratamento alcalino a abordagem mais promissora para a aplicação em bio polímeros no caso do subproduto A.
O tema desta tese consistiu na valorização de subprodutos agrícolas como matéria-prima sustentável para a produção de bio polímeros à base de proteínas, com foco na influência dos pré-tratamentos na extração de proteína. Foram realizados pré-tratamentos com etanol, água, ácido e base em dois subprodutos, de forma a avaliar o seu impacto no rendimento e pureza das proteínas. A integridade das proteínas e o conteúdo total de aminoácidos foram avaliados recorrendo a FTIR, SDS-PAGE e HPLC. Ensaios de moldagem por injeção também foram conduzidos como teste de aplicação. Os resultados indicaram que o pré-tratamento com etanol origina os maiores rendimentos de extração (12,84 % para o subproduto A e 16,53 % para o subproduto B), mas com a menor pureza proteica (45,17 % para o subproduto A e 36,86 % para o subproduto B), enquanto o pré-tratamento alcalino e o pré-tratamento ácido resultaram, respetivamente, em isolados proteicos mais puros para os subprodutos A e B (74,07 % para A e 61,16 % para B). Combinações sequenciais de diferentes pré-tratamentos mostraram potencial para aumentar a remoção de impurezas, mas não foram capazes de alcançar maiores teores totais de aminoácidos nem melhores rendimentos de processo. Ensaios preliminares de moldagem por injeção demonstraram a viabilidade do uso dos isolados proteicos, embora desafios como a humidade das amostras tenham limitado o seu sucesso. De forma geral, o estudo evidencia que a escolha do pré-tratamento desempenha um papel decisivo no equilíbrio entre o rendimento e qualidade proteica, sendo o pré-tratamento alcalino a abordagem mais promissora para a aplicação em bio polímeros no caso do subproduto A.
Description
Keywords
Biopolymers Agricultural by-products Pre-treatment Protein extraction Biopolímeros Subprodutos da agricultura Pré-tratamento Extração de proteínas