Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10889/9171
Title: Separation, isolation and enrichment of phenolic compounds from agricultural byproducts with physicochemical methods
Other Titles: Διαχωρισμός, απομόνωση και εμπλουτισμός φαινολικών ενώσεων από αγροτικά παραπροϊόντα με φυσικοχημικές μεθόδους
Authors: Ζάγκλης, Δημήτριος
Keywords: Phenols
Membrane filtration
Adsorption
Olive mill wastewater
Grape marc
Olive leaves
Keywords (translated): Φαινόλες
Μεμβράνες διήθησης
Προσρόφηση
Υγρό απόβλητο ελαιοτριβείου
Στερεό απόβλητο οινοποιίας
Φύλλα ελιάς
Abstract: Phenols are compounds with high antioxidant activity. They are common in nature, mainly found in plants, where they may act as pigments or part of defense mechanisms against herbivores. Due to their positive effects on human health, their isolation from agricultural byproducts for the production of cosmetic products and food supplements is of great interest. In this thesis, four plant materials or byproducts were examined, rich in phenolic compounds, for the separation of their phenolic content and its concentration through physicochemical methods like solid-liquid extraction, membrane filtration, resin adsorption/desorption and vacuum evaporation. The materials examined were olive mill wastewater, cocoa powder, grape marc and olive leaves. For the solid materials (cocoa powder, grape marc and olive leaves), initially, optimization of the extraction of their phenolic content was carried out, with the use of hydro-ethanolic mixtures, regarding solvent composition, extraction duration and solid/solvent ratio. Then, the extracts and olive mill wastewater were filtrated through ultrafiltration, nanofiltration and reverse osmosis in line, for the separation of their content according to molecular weight. For the removal of non-polar compounds with similar molecular weight with phenols from the most suitable fraction occurring from membrane filtration, resin adsorption/desorption was applied. The resin processes consisted of three stages in line, adsorption, desorption of carbohydrates with the use of water and finally desorption of phenols with the use of ethanol, with the final products being ethanol solutions, rich in phenolic compounds. Finally, ethanol was recycled through vacuum evaporation. The final concentrate of olive mill wastewater contained 378 g/L phenols in gallic acid equivalents and 84.8 g/L hydroxytyrosol, the final concentrate of grape marc contained 190 g/L phenols in gallic acid equivalents and 4.7 g/L catechin and the final concentrate of olive leaf extract contained 98 g/L phenols in gallic acid equivalents.
Abstract (translated): Οι φαινόλες είναι ενώσεις με ισχυρή αντιοξειδωτική δράση. Συναντώνται στη φύση, κυρίως σε φυτά, όπου δρουν σαν χρωστικές ή ακόμα και σαν μέρος αμυντικών μηχανισμών ενάντια σε έντομα και φυτοφάγα ζώα. Λόγω της θετικής επίδρασής τους στην υγεία του ανθρώπου, η απομόνωση τους από αγροτικά παραπροϊόντα παρουσιάζει ιδιαίτερο ενδιαφέρον για την παραγωγή καλλυντικών και συμπληρωμάτων διατροφής. Στην παρούσα εργασία εξετάστηκαν τέσσερα υλικά, πλούσια σε φαινολικές ενώσεις, με στόχο το διαχωρισμό του φαινολικού τους περιεχομένου και τη μεγαλύτερη δυνατή συμπύκνωσή του με τη χρήση φυσικοχημικών μεθόδων όπως εκχύλιση με διαλύτη, διήθηση μέσω μεμβρανών, προσρόφηση/εκρόφηση σε ρητίνες και απόσταξη υπό κενό. Τα υλικά που εξετάστηκαν ήταν υγρό απόβλητο τριφασικού ελαιοτριβείου, εμπορικό κακάο σε σκόνη, στερεό απόβλητο οινοποιίας και φύλλα ελιάς. Για τα υλικά σε στερεή μορφή (κακάο, στέμφυλα, φύλλα ελιάς) αρχικά βελτιστοποιήθηκε η εκχύλιση του φαινολικού τους περιεχομένου με χρήση υδατο-αιθανολικών διαλυμάτων ως προς τη σύσταση του διαλύτη, τη διάρκεια της εκχύλισης και την αναλογία στερεού προς διαλύτη. Στη συνέχεια πραγματοποιήθηκε διαδοχική διήθηση των εκχυλισμάτων και του υγρού αποβλήτου ελαιοτριβείου μέσω μεμβρανών υπερδιήθησης νανοδιήθησης και αντίστροφης ώσμωσης για το διαχωρισμό των ενώσεων που περιείχαν βάσει του μοριακού τους βάρους. Για την απομάκρυνση μη-πολικών ενώσεων με παρόμοια μοριακά βάρη με τις φαινόλες από το κατάλληλο κλάσμα της διεργασίας μεμβρανών, αναπτύχθηκαν μέθοδοι προσρόφησης/εκρόφησης σε ρητίνες. Οι διεργασίες αυτές αποτελούνταν από τρία στάδια σε σειρά, προσρόφηση, εκρόφηση υδατανθράκων με διήθηση νερού και τέλος εκρόφηση των φαινολών με τη χρήση αιθανόλης, με τελικό προϊόν αιθανολικά διαλύματα πλούσια σε φαινολικές ενώσεις. Τέλος, η αιθανόλη απομακρύνθηκε μέσω εξάτμισης υπό κενό. Χαρακτηριστικά, το τελικό συμπύκνωμα του υγρού αποβλήτου ελαιοτριβείου περιείχε 378 g/L φαινόλες σε ισοδύναμα γαλλικού οξέος και 84.8 g/L υδροξυτυροσόλη, το τελικό συμπύκνωμα του εκχυλίσματος των στερεών αποβλήτων οινοποιίας 190 g/L φαινόλες σε ισοδύναμα γαλλικού οξέος και 4.7 g/L κατεχίνη και το τελικό συμπύκνωμα του εκχυλίσματος των φύλλων ελιάς 98 g/L φαινόλες σε ισοδύναμα γαλλικού οξέος.
Appears in Collections:Τμήμα Χημικών Μηχανικών (ΔΔ)

Files in This Item:
File Description SizeFormat 
Zagklis(chem_eng).pdf3.12 MBAdobe PDFView/Open


This item is licensed under a Creative Commons License Creative Commons