Use of brewer industry residue in the development of clean technologies and application in an industrial environment

Orientador(a): Prof(a). Dr(a). Leda M. S. ColpiniDissertação (mestrado) - Universidade Federal do Paraná, Setor Palotina, Programa de Pós-Graduação em Biotecnologia. Defesa : Palotina, 19/03/2021Inclui referênciasÁrea de concentração: BiotecnologiaResumo: O processo de industrialização no mundo ocorreu em várias etapas e promoveu avanços tecnológicos indispensáveis aos dias de hoje, mas junto com esse desenvolvimento desenfreado, a degradação do meio ambiente também ocorreu em uma velocidade alta, resultando em uma grande poluição do ar e da água. Foi necessário que medidas fossem tomadas para tentar conter a evolução desse processo de degradação, em grande parte devido aos resíduos gerados pelas indústrias. A gestão ambiental passou a ser foco de pesquisas científicas e o desenvolvimento de tecnologias limpas foi iniciado e tem suas aplicações nos mais diversos campos, como por exemplo na geração de energia limpa. Diante deste fato, o objetivo deste trabalho foi utilizar o bagaço de malte, para a produção de tecnologias limpas e aplicação em um ambiente industrial. Para isso, diversas técnicas foram utilizadas para determinar os parâmetros físicos, químicos, morfológicos, estruturais e superficiais desse resíduo, a fim de determinar seu uso na geração de novas tecnologias limpas e produtos de valor agregado. Foi possível aproveitar o bagaço de malte, na geração de tecnologias limpas, como a produção de vapor e energia elétrica por meio de um sistema de cogeração utilizando a biomassa sólida na combustão direta em uma caldeira, com uma economia de aproximadamente 85% no volume total de combustíveis, o que representa aproximadamente 3,8 milhões de dólares anualmente. Além disso, foi realizada a síntese do carvão ativado utilizando as cinzas residuais do processo de queima e a aplicação do material adsorvente no tratamento do efluente alimentício, azul indigotina, esse material adsorvente pode ser produzido a um valor de aproximadamente 9,35 dólares o quilograma e utilizado para tratar em torno de 5.500 L de efluente.Abstract: The process of industrialization in the world occurred in several stages and promoted technological advances indispensable for today, but together with this unrestrained development, the degradation of the environment also occurred at a high rate, resulting in great air and water pollution. It was necessary that measures were taken to try to contain the progress of this degradative process, largely due to the effluents generated by the industries. The management of these residues became the focus of scientific research and the development of clean technologies was initiated and has its applications in the most diverse fields, such as in the generation of clean energy. In view of this fact, the aim of this work was to use brewers' spent grains (BSG), for the production of clean technologies and application in an industrial environment. For this, several techniques were used to determine the physical, chemical, morphological, structural and surface parameters of this residue in order to determine its use in the generation of new clean technologies and value-added products. It was possible to reuse the BSG in the generation of clean technologies, such as the production of steam and electric energy through a cogeneration system using the solid biomass in direct combustion in a boiler, with a saving of approximately 85% in the total volume of fuels, which represents approximately 3.8 million dollars annually. In addition, the synthesis of activated carbon was performed using the residual ash from the burning process and the application of the adsorbent material in the treatment of the food effluent, Indigo Carmine, this adsorbent material can be produced at a value of approximately 9.35 dollars per kilogram and used to treat around 5,500 L of effluent

Avaliação física e química de hambúrgueres de filé de tilápia do Nilo preparados com farinha de linhaça e farinha de rosca submetidos a diferentes processamentos térmicos / Physical and chemical evaluation of Nile Tilapia fillet hamburgers prepared with flaxseed flour and breadcrumbs and submitted to different thermal processes

O consumo de peixe no Brasil ainda é muito baixo e isso ocorre devidos fatores como problemas na distribuição, marketing e principalmente na falta do hábito uma vez que seu preparo pode ser considerado complicado. Assim, existe uma necessidade de trazer alternativas ao mercado para o aumento no consumo de peixes, entre elas a praticidade no preparado, valor reduzido e um produto que contenha valor nutricional agregado. Sendo assim, o objetivo deste trabalho foi de preparar hambúrgueres de filé de tilápia do Nilo, estudar a substituição de farinha de rosca por farinha de linhaça no preparo e avaliar a influência de diferentes métodos de preparação sob os parâmetros físicos e químicos. Os peixes foram obtidos de tanques instalados na Universidade Federal do Paraná, os hambúrgueres foram preparados em três formulações em que os teores de farinha de linhaça e de rosca eram variados, em seguida foi realizado análise proximal das amostras antes e depois de três processos de cocção, assamento, fritagem e micro-ondas, além disso foram obtidos os parâmetros de perda de massa e retração do diâmetro para os hambúrgueres após o processamento térmico. O preparo de hambúrgueres de filé de tilápia tanto usando farinha de rosca quanto farinha de linhaça podem ser feitos e o uso dos métodos de fritagem, assamento e cozimento em micro-ondas são adequados para o seu preparo para o consumo

Projeto industrial : reaproveitamento de soro de leite para produção de vinagre dentro de um laticínio

Orientador : Leomara Floriano RibeiroMonografia (graduação) - Universidade Federal do Paraná, Campus Jandaia, Curso de Graduação em Engenharia de Alimentos.Inclui referênciasResumo : O soro de leite é um subproduto gerado da produção de queijo que tem capacidade de poluição cem vezes maior que o esgoto doméstico se descartado de maneira incorreta no meio ambiente. O reaproveitamento do soro de leite pode ser uma das alternativas para minimizar o impacto ambiental que este resíduo pode gerar, no entanto, ele ainda é pouco explorado pela indústria de alimentos. Assim, com intuito de desenvolver um novo produto a base desse subproduto, o objetivo desse trabalho foi o de apresentar um projeto contendo um conjunto de informações técnicas e econômicas para a implantação de uma extensão de linha para produção de vinagre usando soro de leite proveniente da queijaria de um laticínio. Para a obtenção do vinagre de soro de leite foram estabelecidas as etapas do processamento: a recepção, a pasteurização, a mistura, a fermentação alcoólica e a fermentação acética, a clarificação, a filtração, o envelhecimento, a pasteurização e envase, com posterior dimensionamento dos equipamentos e do layout por meio dos balanços de massa e energia. A fim de garantir um produto final de qualidade foram desenvolvidos o manual de boas práticas de fabricação, os procedimentos padrões de higiene operacional e as fichas de análise de perigos e pontos críticos de controle do processo. Portanto, do ponto de vista técnico, econômica e ambiental a implantação da extensão de linha para produção de vinagre de soro de leite é viável, gerando um lucro de aproximadamente 13 milhões de reais por ano e impedindo que aproximadamente 60 milhões de litros de soro de leite sejam descartados de maneira incorreta no meio ambiente todo o ano

Characterization of baru (Dipteryx alata Vog.) and application of its agro-industrial by-product in the formulation of cookies

The Brazilian cerrado has a range of unexplored plant species with high technological potential for the food industry. The edible fraction of baru (Dipteryx alata Vog.) is the nut, while agro-industrial by-products (endocarp, mesocarp, and epicarp) are still rarely used in human nutrition. This study evaluated the nutritional composition, bioactive compounds, and antioxidant activity of baru nuts and its agro-industrial by-product (mesocarp or pulp). Hence, to determine the nutritional enrichment, cookies were produced with different concentrations of baru pulp powder, and the proximate composition, bioactive compounds, and antioxidant activity were investigated. The results obtained demonstrate that the baru nut presented a high lipid (31.80 ± 0.65 g 100 g−1) and protein (22.38 ± 0.37 g 100 g−1) content. The baru agro-industrial by-product was rich in phenolic compounds (276.56 ± 13.16 mg 100 g−1), flavonoids (19.59 ± 0.30 mg 100 g−1), and tannins (137.21 ± 31.21 mg 100 g−1), which reflected its high antioxidant capacity. The replacement of wheat flour by baru agro-industrial by-product in the formulation of cookies improved the protein, phenolic compounds, flavonoids, tannins, and antioxidant activity. Therefore, the application of baru agro-industrial by-product is a viable alternative as a cookie ingredient, while the use of baru in foods can contribute to the exploration of regional products to promote the sustainable development of unexplored plant species

VALOR NUTRICIONAL DO FILÉ E CARCAÇA DE TILÁPIAS DO NILO ALIMENTADAS COM RAÇÕES CONTENDO VALORES DIVERSOS DE PROTEÍNA E ENERGIA DIGESTÍVEL

Este trabalho teve como objetivo avaliar a composição química corporal e do filé da tilápia do Nilo adulta, alimentadas com rações com cinco níveis de proteína digestível (PD): 14, 19, 24, 29 e 34% e quatro de energia digestível (ED): 2.600, 2.800, 3.000 e 3.200 Kcal/ kg-1. Foram distribuídas 60 tilápias do Nilo, revertidas sexualmente, em 20 unidades experimentais de polietileno com 1.000 L de volume útil cada. Os animais foram alimentados às 8h, 13h e 18h de cada dia, a temperatura e o oxigênio avaliados diariamente e as demais variáveis semanalmente. Ao final de 60 dias de experimento os peixes foram abatidos e avaliados a composição química (umidade, cinzas, proteína e gordura bruta) corporal e do filé dos peixes. Os resultados médios das análises bromatológicas do filé de tilápia do Nilo foram: umidade 75,14%, cinzas 1,19%, proteína bruta 24,80% e gordura bruta 0,78%. Quanto aos resultados médios obtidos da análise corporal da tilápia do Nilo, umidade 68,74 %, cinzas 3,96%, proteína bruta 17,71% e gordura bruta 5,54%. Os dados foram analisados estatisticamente por two way ANOVA (

Simple procedure for the simultaneous extraction and purification of anthocyanins using a jabuticaba byproduct biosorbent

The burgeoning interest in anthocyanins, fueled by their recognized nutraceutical benefits, faces challenges due to the intricate and time-consuming nature of the extraction and purification processes. This study addresses this hurdle by introducing a pioneering method for the simultaneous extraction and purification of anthocyanins from jabuticaba byproducts (Plinia cauliflora). Utilizing a Box–Behnken experimental design, the investigation fine-tuned maceration extraction conditions, pinpointing the optimal combination of time (30 min), temperature (60 ºC), and solvent composition (50% MeOH v/v), resulting in a yield of 14.43 ± 0.09 mg g-1 of anthocyanins. After optimizing extraction conditions, a simultaneous purification step was integrated into the in situ process. The biosorbent from jabuticaba byproducts demonstrated anthocyanin purification from the extract exceeding 90%, outperforming the commercial adsorbent (PoraPak™ Rxn) tested. The study unveils an eco-friendly method for anthocyanin extraction with an impressive Ecoscale rating of 86 (maximum of 100). This novel one-step extraction and purification method emphasizes significant anthocyanin recovery while aligning with circular economy principles. It offers notable time and cost savings, enhancing overall production efficiency

Production of nanocomposite films functionalized with silver nanoparticles bioreduced with rosemary (Rosmarinus officinalis L.) essential oil

This study produced nanocomposite films with silver nanoparticles (AgNPs) bioreduced with rosemary (Rosmarinus officinalis L.) essential oil. The nanocomposites were produced by the casting technique with gelatin/carboxymethyl cellulose/citric pectin and functionalized with 15, 30, and 50% (v/v) AgNPs. The results demonstrate that the rosemary essential oil presented various bioactive compounds, and the major compounds were α-pinene, bornyl acetate, and 1,8-cineol. The AgNPs showed a particle size lower than 50 nm, zeta potential of −30 mV, and polydispersity index of 0.35. UV–vis spectroscopy, TEM, SEM, and XRD confirmed the synthesis of AgNPs with spherical shapes, diameters of 50 nm, and crystalline structures. The nanocomposite films containing AgNPs demonstrated strong antimicrobial activity against eight pathogenic microorganisms. The incorporation of AgNPs affected the opacity and improved the mechanical properties of the nanocomposites. In conclusion, the eco-friendly nanocomposite produced can be a sustainable material for biological applications