Biocatalysed synthesis of surfactants from high-oleic sunflower oil soapstock

The increased need for surfactants in recent years encouraged the search for alternative solutions for their production starting from industrial wastes. One of the main wastes of the vegetable seed oil industry is soapstock, and currently its treatment requires the use of acids. The first step of this thesis work focuses on the valorisation of high-oleic sunflower oil soapstock through the use of biocatalysis. In this first stage, lipases are used to obtain a mixture of free fatty acids (FFA), which will be used as a starting product for the following steps. Then the high content of oleic acid of the FFA mixture is exploited to produce two different non-ionic surfactants using Lipozyme® 435: oleoyl-N-methylglucamide and xylitol monooleate. The focus of this work is the optimisation of these two syntheses by modifying several parameters including temperature, reaction time, reactants concentration and reactor configuration. The results obtained show how biocatalysis can be a promising alternative to the technologies currently in use, offering economical and environmental advantages

L’aumento della necessità di surfattanti negli ultimi anni ha stimolato la ricerca di soluzioni alternative per la loro produzione a partire da rifiuti industriali. Uno dei principali rifiuti del processo di raffinazione dell’olio vegetale è il soapstock (masse saponose) e attualmente il suo trattamento richiede l’uso di acidi. La prima fase di questo lavoro di tesi si concentra sulla valorizzazione di soapstock di olio di girasole alto oleico attraverso l’utilizzo della biocatalisi. In questa prima fase, le lipasi vengono utilizzate per ottenere una miscela di acidi grassi liberi (FFA), che sarà utilizzata come prodotto di partenza per le fasi successive. Successivamente, l’elevato contenuto di acido oleico della miscela di FFA viene sfruttato per produrre due diversi surfattanti non ionici utilizzando la Lipozyme® 435 : oleoyl-N-methylglucamide e xylitol monooleate. L’obiettivo di questo lavoro è l’ottimizzazione di queste due sintesi modificando diversi parametri, tra cui temperatura, tempo di reazione, concentrazione dei reagenti e configurazione del reattore. I risultati ottenuti mostrano come la biocatalisi possa essere una promettente alternativa alle tecnologie attualmente in uso, offrendo vantaggi economici e ambientali