Πράσινες διεργασίες εκχύλισης. Σχεδιασμός λειτουργικών εκχυλισμάτων φυτών και παραπροϊόντων βιομηχανιών τροφίμων. Ανάλυση κύκλου ζωής τους.

Κυριακοπούλου, Κωνσταντίνα; Kyriakopoulou, Konstantina

dc.contributor.author	Κυριακοπούλου, Κωνσταντίνα	el
dc.contributor.author	Kyriakopoulou, Konstantina	en
dc.date.accessioned	2016-10-21T07:09:19Z
dc.date.issued	2016-10-21
dc.identifier.uri	https://dspace.lib.ntua.gr/xmlui/handle/123456789/43853
dc.identifier.uri	http://dx.doi.org/10.26240/heal.ntua.2381
dc.rights	Default License
dc.subject	αξιοποίηση παραπροϊόντων	el
dc.subject	εκχύλιση βιοδραστικών συστατικών	el
dc.subject	περιβαλλοντικό αποτύπωμα	el
dc.subject	ξήρανση παραπροϊόντων	el
dc.subject	στέμφυλα, ελαιοπυρήνας, φύλλα ελιάς, φύλλα μαστίχας, φλούδες εσπεριδοειδών	el
dc.subject	agro-food waste valorization	en
dc.subject	extraction of bioactive compounds	el
dc.subject	environmental footprint	el
dc.subject	drying of by-products	el
dc.subject	grape pomace, olive pomace, olive leaves, mastiha leaves, citrus peels	el
dc.title	Πράσινες διεργασίες εκχύλισης. Σχεδιασμός λειτουργικών εκχυλισμάτων φυτών και παραπροϊόντων βιομηχανιών τροφίμων. Ανάλυση κύκλου ζωής τους.	el
dc.title	Design of green extraction processes for the recovery of bioactive extracts from plants and byproducts of the agro-food industry. Evaluation of their environmental impact through Life Cycle Assessment.	en
dc.contributor.department	Τομέας ΙΙ: Ανάλυσης, Σχεδιασμού και Ανάπτυξης Διεργασιών και Συστημάτων, Εργαστήριο Σχεδιασμού και Ανάλυσης Διεργασιών	el
heal.type	doctoralThesis
heal.classification	chemical engineering	en
heal.classification	agro-food waste valorization	el
heal.dateAvailable	2017-10-20T21:00:00Z
heal.language	el
heal.access	embargo
heal.recordProvider	ntua	el
heal.publicationDate	2016-09-30
heal.abstract	Στην διατριβή αυτή μελετήθηκαν βιομηχανικά εφαρμόσιμες διεργασίες εκχύλισης ως προς την ανάκτηση βιοδραστικών ενώσεων από φυτά και τα παραπροϊόντα του αγρο-βιομηχανικού κλάδου διατροφής. Συγκεκριμένα, στερεά απόβλητα οινοποιείων, στερεά υπολείμματα της παραγωγής ελαιόλαδου, φλούδες εσπεριδοειδών, φύλλα ελιάς και μαστίχας επιλέχθηκαν ως πρώτες ύλες για την εκχύλιση φαινολικών ενώσεων. Πριν από την εκχύλιση τα υλικά αυτά υποβλήθηκαν σε ξήρανση προκειμένου να αποφευχθεί η μικροβιακή αλλοίωση τους και να διατηρηθεί το φαινολικό τους περιεχόμενο. Υπολογίστηκαν επίσης οι κινητικές ξήρανσης και εξετάστηκε η επίδραση της ξήρανσης στην ανάκτηση των βιοδραστικών τους ενώσεων. Η ανάκτηση διεξήχθη μέσω συμβατικών τεχνικών εκχύλισης, όπως η εκχύλιση soxhlet και η διαβροχή, καθώς και νέες μεθόδους που υποβοηθούμενες με μικροκύματα ή υπερήχους. Η χρήση μικροκυμάτων και υπερήχων βρέθηκε να ενισχύουν την ανάκτηση φαινολικών ενώσεων, ακόμη και όταν χρησιμοποιούνται πιο πράσινοι ηπιότεροι διαλύτες. Η αποτελεσματικότητα των εκχυλίσεων εξετάστηκε υπολογίζοντας τις αποδόσεις τους, ενώ και η επιλεκτικότητα των διεργασιών αξιολογήθηκε χρησιμοποιώντας φασματοφωτομετρικά πρωτόκολλα και αναλύσεις υψηλής απόδοσης υγρής χρωματογραφίας. Επιπλέον, πραγματοποιήθηκε συγκριτική αξιολόγηση του κύκλου ζωής των διεργασιών για να αξιολογηθεί η βιωσιμότητα των επιλεγμένων στρατηγικών αξιοποίησης για την παραγωγή βιοδραστικών εκχυλισμάτων, τα οποία μπορούν να ενσωματωθούν σε τρόφιμα και καλλυντικά προϊόντα. Μεταξύ των διαφόρων διεργασιών εκχύλισης παρατηρήθηκαν σημαντικές διαφορές στην απόδοση των φαινολικών ενώσεων και ως εκ τούτου στις περιβαλλοντικές τους επιδόσεις. Η υποβοηθούμενη εκχύλιση με υπερήχους για αποξηραμένα υποπροϊόντα (στεμφύλων, ελαιοπυρήνα, φύλλα ελιάς και φλούδες πορτοκαλιού) βρέθηκε να είναι η πιο βιώσιμη διαδικασία εκχύλισης, ανεξάρτητα από τη χρήση αιθανόλης 50% ως διαλύτη, ενώ η υποβοηθούμενη μικροκυμάτων βρέθηκε κατάλληλη για την εκχύλιση φαινολικών από μη επεξεργασμένα φύλλα μαστίχας χρησιμοποιώντας νερό ως διαλύτη. Ανάμεσα στους εξεταζόμενους συνδυασμούς γραμμών παραγωγής βιοδραστικών εκχυλισμάτων βρέθηκε ότι η πιο οικονομικά βιώσιμη είναι η εκχύλιση με υπερήχους στεμφύλων και φύλλων ελιάς και η εκχύλιση με μικροκύματα φύλλων μαστίχας.	el
heal.abstract	In this study, industrially applied recovery processes were examined on the extraction of bioactive compounds from plants and by-product of the agro-food sector. Specifically, winery waste, olive oil production solid waste, citrus peels, olive leaves and mastic tree leaves were selected as raw materials for the extraction of phenolic compounds. Prior to extraction these materials were subjected to drying in order to avoid spoilage and retain their phenolic content. The drying kinetics were calculated and the effect of drying on the recovery of bioactive compounds was evaluated. The recovery was performed through conventional solvent extraction techniques, such as soxhlet extraction and maceration, as well as, novel methods using microwaves or ultrasounds. The use of microwave and ultrasound assisted extraction was found to enhance the recovery of phenolic compounds even when using greener/milder solvents. The efficiency of the extractions was examined by calculating the yield, while and selectivity of the processes was evaluated using spectrometric assays and high performance liquid chromatography analysis. In addition, a comparative life cycle assessment was performed to evaluate the sustainability of the selected valorization strategies for the production of bioactive extracts which can be incorporated to food and cosmetic products. Among the different extraction suggested, significant differences were observed on the yielding of phenolic compounds and therefore on their environmental performance. Ultrasound assisted extraction of dried by-products (grape pomace, olive pomace, olive leaves and orange peels) was found to be the most sustainable extraction procedure regardless of the use of ethanol 50% or methanol as solvent, while microwave assisted extraction using water as solvent was found suitable for the extraction of phenolic from untreated mastic leaves. Among the suggested waste streams and extraction processes the most economic feasible for the extraction of phenolic compounds were the ultrasound assisted extraction of grape pomace and olive leaves and the microwave assisted extraction of mastic leaves.	en
heal.sponsor	Η διδακτορική διατριβή εκπονήθηκε με τη χρηματοδότηση του Ιδρύματος Κρατικών Υποτροφιών (Ι.Κ.Υ.) υπό το κληροδότημα «Νικολάου Δ. Χρυσοβέργη» για μεταπτυχιακές σπουδές δεύτερου κύκλου (εκπόνηση διδακτορικής διατριβής) στην Ελλάδα για τα έτη 2012-2015.	el
heal.advisorName	Κροκίδα, Μαγδαληνή	el
heal.committeeMemberName	Παππά, Αθηνά	el
heal.committeeMemberName	Δέτση, Αναστασία	el
heal.committeeMemberName	Ζιώμας, Ιωάννης	el
heal.committeeMemberName	Μαγουλάς, Κωστής	el
heal.committeeMemberName	Ταξιάρχου, Μαρία	el
heal.committeeMemberName	Τσόπελάς, Φώτης	el
heal.academicPublisher	Σχολή Χημικών Μηχανικών	el
heal.academicPublisherID	ntua
heal.numberOfPages	349
heal.fullTextAvailability	true