Sursa de finantare UEFISCDI, Programul PN III

Cod proiect PN-III-P2-2.1-PED-2016-1327

Nr. Contract 8PED/ 2017

Titlu proiect Tehnologia MIP-SLM pentru producerea aromelor naturale de tipul alchil pirazina cu larga utilizare in industria agro-alimentara

Acronim BIO-FLAVOR



Descrierea proiectului

BIO-FLAVOR propune o noua tehnologie pentru producerea alchil pirazinelor (amestec) ca arome naturale folosite in industria agro-alimentara. Linia tehnologica utilizata astazi impune separarea pirazinelor din uleiul de fuzel (reziduu rezultat in urma producerii etanolului prin fermentarea biomasei) pe baza procesului de distilare fractionata. Eficienta procesului este scazuta, de aceea lumea industriei este in cautare de o noua tehnologie pentru imbunatatirea productiei de alchil pirazine.

BIO-FLAVOR propune extractia si concentrarea alchil pirazinelor utilizand conceptul de extractie cu membrana lichida suportata (SLM extraction) in prezenta polimerilor moleculari imprintati (MIP). Tehnologia corespunzatoare este denumita generic MIP-SLM.
Sistemul MIP-SLM implica doua canale (donor si acceptor) delimitate de membrana organica impregnata pe un suport solid cu porozitate controlata. Uleiul de fuzel va fi pompat prin canalul donor, in timp ce compozitele MIP vor fi plasate in canalul acceptor. Compusii pirazinici vor difuza din partea donoare spre partea acceptoare prin SLM pe baza difuziei/solubilitatii si se vor concentra in canalul acceptor sub forma de complex MIP-pirazina. Performantele tehnologice MIP-SLM vor fi evaluate comparativ cu cele caracteristice procesului de distilare pentru validarea tehnologiei propuse. De asemenea, se va urmari corelarea proprietatilor senzoriale ale amestecurilor de pirazine rezultate cu tipul/compozitia uleiurilor de fuzel utilizate si conditiile biotehnologice de generare a uleiului de fuzel (producerea etanolului prin fermentarea biomasei).

Astfel, BIO-FLAVOR ofera oportunitatea realizarii unei tehnologii eficiente (MIP-SLM) pentru producerea aromelor naturale pornind de la un concept teoretic (extractie SLM) testat anterior pentru structuri chimice variate (ex. pesticide si hormoni sexuali). De asemenea, BIO-FLAVOR constituie o buna oportunitate pentru consolidarea relatiilor de colaborare intre mediul academic si industrie.





Etapa I/ 2017

Rezumatul raportului de activitate

In cadrul Etapei I/2017 au fost realizate toate activitatile propuse in Planul de activitati din pachetul contractului. A fost elaborata o metoda de sinteza a pirazinelor cu grupari alchil, metoda bazata pe cataliza conventionala. Catalizatorii utilizati au fost de tipul: [M2+1-xM3+x(OH)2]x+[An-x/n]∙mH2O. De asemenea, s-a realizat o metoda de extractie si concentrare a uleiului de fuzel pe baza tehnicii SLM. Conditiile experimentale alese ca fiind optime au fost: di-n-hexil eter ca suport lichid al membranei SLM, mediu apos in canalul acceptor, 0.5 mL/min viteza fluxului probei si 12 h timpul extractiei. In general, factorul de imbogatire a variat in intervalul 10-21, in timp ce eficienta extractiei a fost cuprinsa intre 2.8 - 5.9, fara a avea fluctuatii considerabile. S-a observat totodata ca alchil pirazinele nepolare se extrag mai greu decat cele cu un anumit grad de polaritate. Utilizand probe de ulei de fuzel provenite de la compania NIR, a fost stabilita compozitia acestor probe in vederea extractiei SLM. Testarea sistemului SLM pentru probe de ulei de fuzel a demonstrat necesitatea diluarii probelor pentru o extractie eficienta (maximum 10 ori imbogatirea concentratiei de pirazine). O alta directie de activitatea a constat in evaluarea eventualilor monomeri si interactiile implicate in cazul construirii si utilizarii structurilor MIP. Pe baza calculelor realizate s-a pus in evidenta faptul ca cea mai buna combinatie de monomer-solvent pentru sistemele pirazinice studiate este THMMA in cloroform pentru obtinerea unei bune selectivitati. Rezultatele experimentale obtinute in cadrul acestei etape constituie elemente de baza pentru continuarea activitatii experimentale in etapa urmatoare (Etapa II/2018).

Publicatii

F. Teodorescu, E. Georgescu, F. Georgescu, F. Dumitrascu, M.M. Popa, C. Draghici, A. Nicolescu, C. Deleanu - "Simple one-pot three component synthesis of symmetrically substituted 7,7'-bisindolizines", Revue Roumaine de Chemie, accepted for publication.

Diseminare

M. Tudorache, C. Opris, V.I. Parvulescu, Catalysis for renewable sources: fuel, energy and chemicals, Gabicce Mare, Italy, septembrie 2017. (prezentare orala)

M. Tudorache, C. Opris, V.I. Parvulescu, PRIOCHEM, Bucharest, Romania, octombrie 25-27 2017. (prezentare orala)

M. Tudorache, A. Negoi, C. Lite, S. Neagu, I. Gomoiu, M. Enache, V.I. Parvulescu, CatBior, decembrie 11-15 2017. (poster)

F. Teodorescu, O.D. Pavel, 20th Romanian International Conference on Chemistry and Chemical Engineering, Poiana Brasov, Romania, septembrie 2017. (prezentare orala)