Evaluation of the influence of ultrasound and supercritical fluids in processes of polyphenolic compounds extraction from agroindustrial wastes

This work demonstrates the potential for obtaining polyphenolic compounds through the use of unconventional technologies: ultrasound assisted extraction and supercritical fluids extraction. The raw material employed in to develop the present work were spent coffee grounds, coffee cut-stems and naranjilla peel. Where these residues are produced in larg amount in Colombia. In addition, other raw materials from fruit and olive residues were analyzed. For this experimental stage, the physical-chemical characterization of the raw materials was initially carried out. Subsequently, the extraction conditions of chlorogenic acid was theoretically evaluated, in order to determine the best operating conditions. Then, extractions of the compounds of interest were carried out with technologies such as solvent extraction, Soxhlet extraction, ultrasonic assisted extraction and supercritical fluids extraction. This last was realized using CO2 as supercritical fluid. From this, it was determined the influence of each of these technologies in the polyphenolic compounds extraction. As a results were obtained compounds such as chlorogenic acid, ferulic acid, quercetin, vanillin, among others. In addition, these raw materials were used in integrated processes, through the development of different biorefineries. In these analysis were obtained of value-added products such as antioxidants, ethanol, xylitol, furfural and energy generation. Where, the economical, energetic and environmental aspects were evaluatedResumen: Este trabajo demuestra el potencial para obtener compuestos polifenólicos mediante el uso de tecnologías no convencionales: extracción asistida por ultrasonido y extracción de fluidos supercríticos. Las materias primas empleadas para desarrollar el presente trabajo fueron borra de café, zoca de café y cáscara de lulo. Donde estos residuos se producen en gran cantidad en Colombia. Además, se analizaron otras materias primas de residuos de frutas y olivo. Para la etapa experimental, inicialmente se llevó a cabo la caracterización físicoquímica de las materias primas. Posteriormente, fueron evaluadas teóricamente las condiciones de extracción del ácido clorogénico, para determinar las mejores condiciones de operación. Luego, las extracciones de los compuestos de interés fueron llevadas a cabo con tecnologías de extracción por solvente, extracción Soxhlet, extracción asistida por ultrasonidos y extracción de fluidos supercríticos. Esto último fue realizado utilizando CO2 como fluido supercrítico. A partir de esto, fue determinada la influencia de cada una de estas tecnologías en la extracción de compuestos polifenólicos. Como resultado, se obtuvieron compuestos tales como ácido clorogénico, ácido ferúlico, quercetina, vainillina, entre otros. Además, estas materias primas se utilizaron en procesos integrados, a través del desarrollo de diferentes biorrefinerías. En estos análisis se obtuvieron productos de valor agregado como antioxidantes, etanol, xilitol, furfural y generación de energía. Donde se evaluaron los aspectos económicos, energéticos y ambientalesMaestrí